深紫外レーザー技術のブレークスルー(Breakthrough in Deep Ultraviolet Laser Technology)

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2025-03-24 中国科学院(CAS)

ChatGPT:
中国科学院の研究者らは、193nmの深紫外(DUV)コヒーレント光を生成する小型固体レーザーシステムを開発しました。これは半導体リソグラフィーに重要な波長で、Yb:YAG結晶増幅器を用いた1030nmレーザーを基に、周波数変換と光パラメトリック増幅を経て、最終的にLBO結晶で193nmレーザーを生成。出力70mW、線幅880MHz未満を達成しました。さらに、渦巻位相板を導入することで、193nmの軌道角運動量を持つ渦レーザービームの生成にも成功。これは固体レーザーとして世界初で、リソグラフィー、欠陥検出、量子通信、光マイクロ操作などに革新をもたらす可能性があります。

<関連情報>

光パラメトリック増幅器とその渦ビーム生成を利用した小型狭線幅固体193nmパルスレーザー光源 Compact narrow-linewidth solid-state 193-nm pulsed laser source utilizing an optical parametric amplifier and its vortex beam generation

Zhitao Zhang, Xiaobo Heng, Junwu Wang, Sheng Chen, Xiaojie Wang, Chen Tong, Zheng Li, Hongwen Xuan
Advanced Photonics Nexus  Published:9 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1117/1.APN.4.2.026011

深紫外レーザー技術のブレークスルー(Breakthrough in Deep Ultraviolet Laser Technology)

Abstract

Deep ultraviolet coherent light, particularly at the wavelength of 193 nm, has become indispensable for semiconductor lithography. We present a compact solid-state nanosecond pulsed laser system capable of generating 193-nm coherent light at the repetition rate of 6 kHz. One part of the 1030-nm laser from the home-made Yb:YAG crystal amplifier is divided to generate 258 nm laser (1.2 W) by fourth-harmonic generation, and the rest is used to pump an optical parametric amplifier producing 1553 nm laser (700 mW). Frequency mixing of these beams in cascaded LiB3O5LiB3O5 crystals yields a 193-nm laser with 70-mW average power and a linewidth of less than 880 MHz. By introducing a spiral phase plate to the 1553-nm beam before frequency mixing, we generate a vortex beam carrying orbital angular momentum. This is, to our knowledge, the first demonstration of a 193-nm vortex beam generated from a solid-state laser. Such a beam could be valuable for seeding hybrid ArF excimer lasers and has potential applications in wafer processing and defect inspection.

0400電気電子一般
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