窄线宽可调谐的准分子激光振荡——放大系统

自由振荡的准分子激光一般具有1nm左右的线宽,而普通稳腔输出的激光光束质量较差,发散角约2～4mrad。在众多的准分子激光作用领域(非线性光学,激光光谱、激光蚀刻、激光医学、激光大气测量和激光加工等等)、对准分子激光的光谱特性、光束质量提出了越来越高的要求。 我们设计了一台窄线宽、可调谐的准分子激光     

LPX305iF型准分子激光光束质量诊断

以准分子激光应用于微细加工为目的,采用了一套光束诊断技术对德国Lambda Physik LPX 305iF型KrF准分子激光器进行了全面鉴定。     

准分子激光微细加工光路变换研究

准分子激光微细加工技术以其较高的精度,较低成本及较快加工速度在微机械加工领域受到了极大的重视.它利用准分子激光波长短、光子能量高、脉宽窄、脉冲功率密度高的特点,其光子能量甚至高于某些材料的化学键而可以实现冷加工,并且波长短,聚焦光点小,所以加工精度高.但这毕竟不是一种成熟的技术,在很多方面还需要进行进一步的研究. 由于掩模投影成像法的加工为并行加工,加工速度快,加工精度高,可一次成形,为了能够控制加工的精度,必须要求激光光束均匀一致.而由于各种材料都有一定的刻蚀阈值,如果能量利用率过低,就会使准分子激光加工的范围变小.光束辐照强度分布均匀性与光能利用率,这是在光路调整中需要考虑的最为重要的两点. 采用均束器后,准分子激光光束的发散角对均束效果有较大的影响.而真正的光路调整需要综合考虑均束效果、能量利用率.由于光束经过均束器后发散角变大,必须采用场镜压缩发散角.由于准分子激光光束尤其是经过了复眼均束器后的准分子激光束已经远离纯几何光线或高斯光束的传播规律,场镜的尺寸选择不能依据传统的几何光学算法.我们按照发散角原则来对场镜参数进行计算,结合实验测量,最终得到了比较好的结果.(PE7)     

一种改善准分子激光光束均匀性的新型均匀器

准分子激光作为当前光刻装置的主要光源，要求其输出激光光束强度分布尽量均匀。为了改善其光束强度分布的均匀性，介绍了一种新型梯形棱镜式准分子激光光束均匀器。从理论上分析了其工作原理及设计加工要求，计算了最佳均匀截面位置，并与普通棱镜均匀器进行了比较。实验中根据经梯形棱镜折射后光束能量在中间较强光束的本底基础上进行三分互补叠加的原理，实现了其与普通棱镜均匀器在二维方向上的组合使用；通过调节均匀器与接收屏之间的距离并同时记录每一位置处光束光斑的能量分布改善情况，确定了最佳均匀截面位置并与理论计算相吻合。利用其改善准分子激光器输出光束强度的分布，起伏优于4％，其均匀效果优于普通棱镜均匀器。     

应用于准分子激光的透镜阵列均束器

设计了一套基于积分原理的准分子激光透镜阵列均束系统。通过对 18 块 4 mm×40 mm的柱面透镜叠放,组成9×9级的透镜阵列,将光束分成81束,彼此独立传播,实现了对准分子激光原始光束分束、放大。随后利用收集透镜将每束光叠加在同一位置,得到了在13 mm×13 mm范围内能量均匀度误差小于±5.00的光强分布。克服了原始光斑内部能量分布不够均匀的缺点,达到了准分子激光掩模投影加工的光束质量要求。相比于激光直写的加工方式,提高了加工效率。     

双光束Raman组束研究

着重研究了双光束拉曼组束改善准分子激光光束质量。通过理论计算得出，在畸变泵浦光作用下可以获得近衍射极限Ｓｔｏｋｅｓ光的放大。并在稳态和瞬态激光脉冲的条件下，讨论了Ｒａｍａｎ工作介质的选择。在此基础上进行了氯化氙准分子激光在氢气中的双光束Ｒａｍａｎ组束实验研究，近衍射极限Ｓｔｏｋｅｓ光在获得功率放大的同时，其远场分布保持不变。激光聚焦亮度提高约３０００倍。最后讨论了放大自发辐射的抑制。     

定向棱镜谐振腔准分子激光器

在普通平－平腔XeCl准分子激光器中,用定向棱镜替代平面全反射镜,构成定向棱镜谐振胶准分子激光器。该激光器获得了高抗失调能力和在近场具有相干平顶式的均匀光场、远场具有能量集中的光场分布,压缩了光束发散角,改善和提高了光束质量。提供了一种实用新型的准分子激光器技术。     

准分子激光技术的突破

准分子激光技术的突破准分子激光器问世已有２０年，至今仍然是最强有力的脉冲紫外光源。它的输出光束在冷加工中使多种金属、非金属材料雾化，产生整齐的切边，无热影响区，这个过程被称之为“烧蚀”。它的短脉冲、极高峰值功率的光束对“烧蚀”特别有效。与红外激光相比...     

新颖的光束整形光学系统扩大了准分子激光器的应用范围

准分子激光器在紫外波段发出的高脉冲能量和高平均功率的光束具有极好的稳定性，因此在诸多工业和科学研究领域的应用范围不断扩大。然而，大多数准分子激光器产生的矩形光束必须通过光学系统再整形方能满足激光加工的需要。由于准分子激光器输出光束的形状和强度分布不能用简单的光学系统进行变换，为此德国Lambda Physik公司开发了一种准分子激光束再整形用光学系统以满足各种应用的要求，如平板显示器制造中的硅退火和用光掩模写入的微细加工等。     

静态准分子激光器重复率放电的热效应

提出了在静态重复率泵浦的准分子激光器中的放电气体热膨胀模型。计算结果表明,这种热效应对激光输出平均功率与光束特性有不可忽视的影响。     

激光光刻大面积扫描投影成像光学系统测试及评价

基于351nm XeF激光大面积投影成像光刻系统,通过对其光学系统包括光学照明系统和折叠投影系统进行光学性能测试。由激光经过柱面透镜、微透镜阵列均束器以及投影折叠物镜之后产生的能量及光束质量变化,将准分子激光光束均匀性评价指标部分运用到光学系统的评价之中,得到光学系统在不同关键位置的能量分布曲线以及平顶因子关系图,表明微透镜阵列均束器虽保证了整个光学系统各处光斑的均匀性,但衍射却造成了能量利用率的降低。同时,通过对印制电路板(PCB)和玻璃(ITO)进行曝光和显影实验,表明该双远心共焦投影光学系统,只要控制使均匀输出的能量符合曝光剂量,就能够满足分辨率的要求。     

用于平板显示LTPS制备的ELA光束整形系统

介绍了多晶硅薄膜较非晶硅薄膜在平板显示领域的优势以及准分子激光晶化制备多晶硅膜的结晶过程。介绍了透镜阵列实现匀光的原理。阐述了典型的准分子激光退火线型光束整形系统的扩束、匀光、投影等结构。并介绍了连续横向固化技术在准分子激光制备低温多晶硅领域的应用。讨论了准分子激光退火光学系统的发展现状,指出了其在平板显示行业的重要意义。     

提高准分子激光打孔质量的方法研究

为了提高准分子激光打孔质量,分析了影响现行加工系统打孔质量的因素,在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路,进行了微孔加工实验。实验结果表明,采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯,微孔形状规则,孔径锥度可减小至0.055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量,在微加工领域具有很好的实际应用价值。     

准分子激光与角膜组织的相互作用及在屈光矫正中的应用

准分子激光在屈光手术中获得了迅速发展，193nm的准分子激光刻蚀角膜表面，改变角膜表面的光学结构从而矫正屈光不正，而且由于其微小的力学和热效应，不会损伤邻近组织。本文研究了激光和生物组织的相互作用，定性确定了光斑与角膜表面粗糙度关系，定量分析了193nm准分子激光高斯光束的切削量与能量密度的关系，在此基础上，给出准分子激光应用到眼科治疗机中的原理图、屈光程度与激光消融量的关系和具体算法，最后通过PMMA板的实验验证，并已应用到临床，取得了良好的效果。     

两级复眼式准分子激光微加工均束器的设计

介绍了一种两级复眼式均束器的设计。它不仅均匀效果好,传输效率高,输出光束截面尺寸连续可调,而且为掩模投影式准分子激光微加工系统提供了恰当的照明数值孔径,是准分子激光进行微机械、微光学、微电子等微细加工的优良照明系统。     

定向棱镜腔平顶高斯激光束特性的研究

在XeCl准分子激光器中,采用定向棱镜作为端反射镜与平面输出镜构成激光器谐振腔,获得了近场能量分布均匀、远场能量分布高度集中的相干平顶高斯激光束输出,并具有腔镜高抗失调能力,改善了激光束质量。     

Excimer laser projection lithography on a full-field scanning projection system

Optical projection lithography using an excimer laser light source is demonstrated on a commercial state-of-the-art full-wafer scanning 1x projection system. Images are printed on 125-mm-diameter wafers on a Perkin-Elmer Model 500 projection printer using an XeCl laser operating at 308 nm. Near-vertical image profiles and 1-µm resolution are experimentally demonstrated. The anamorphic optical transformation system necessary to transform the collimated, nearly rectangular excimer laser beam into the arc-shaped, effectively self-luminous illumination required by the projection system is also described.