Laser DUV 193 nm dihasilkan oleh kristal LBO yang mengalir. Kredit: H. Xuan (Institut Penelitian Informasi Dirgantara cabang GBA, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok), diedit
Para peneliti mengembangkan laser DUV solid-state 60 miliwatt pada 193 nm menggunakan kristal LBO, yang menetapkan tolok ukur baru dalam nilai efisiensi.
Dalam bidang sains dan teknologi, pemanfaatan sumber cahaya koheren di wilayah ultraviolet dalam (DUV) mempunyai arti penting dalam berbagai aplikasi seperti litografi, inspeksi cacat, metrologi, dan spektroskopi. Secara tradisional, laser 193 nanometer (nm) berkekuatan tinggi sangat penting dalam litografi, membentuk bagian integral dari sistem yang digunakan untuk pembuatan pola yang presisi. Namun, keterbatasan koherensi yang terkait dengan laser excimer ArF konvensional menghambat efektivitasnya dalam aplikasi yang memerlukan pola resolusi tinggi, seperti litografi interferensi.
Teknologi Laser Excimer ArF Hibrid
Masukkan konsep “laser excimer ArF hibrida”. Mengintegrasikan benih laser solid-state 193-nm dengan lebar garis sempit sebagai pengganti osilator ArF mencapai peningkatan koherensi di samping lebar garis yang sempit, sehingga memungkinkan peningkatan kinerja dalam litografi interferensi throughput tinggi. Inovasi ini tidak hanya meningkatkan presisi pola tetapi juga mempercepat kecepatan litografi.
Terlebih lagi, laser excimer hybrid ArF ditingkatkan foton energi dan koherensi memfasilitasi pemrosesan langsung berbagai bahan, termasuk senyawa karbon dan padatan, dengan dampak termal minimal. Fleksibilitas ini menegaskan potensinya di berbagai bidang, mulai dari litografi hingga permesinan laser.
Kemajuan dalam Generasi Laser DUV Solid-State
Untuk mengoptimalkan penyemaian untuk penguat ArF, lebar garis laser benih 193 nm harus dikontrol dengan cermat, idealnya di bawah 4 gigahertz (GHz). Spesifikasi ini menentukan panjang koherensi yang penting untuk interferensi, sebuah kriteria yang mudah dipenuhi melalui teknologi laser solid-state.
Terobosan terbaru dari para peneliti di Chinese Academy of Sciences mendorong kemajuan bidang ini. Seperti dilansir di Nexus Fotonik Tingkat Lanjut, mereka mencapai laser DUV solid-state 60 miliwatt (mW) yang luar biasa pada 193 nm dengan lebar garis sempit menggunakan proses pembangkitan frekuensi penjumlahan dua tahap yang canggih menggunakan kristal LBO. Prosesnya melibatkan laser pompa pada 258 dan 1553 nm, yang masing-masing berasal dari laser hibrida Yb dan laser serat yang didoping Er. Pengaturan ini, yang berpuncak pada kristal massal 2mm×2mm×30mm Yb:YAG untuk penskalaan daya, menunjukkan hasil yang mengesankan.
Laser DUV yang dihasilkan, disertai dengan mitranya 221 nm, menunjukkan daya rata-rata 60 mW, durasi pulsa 4,6 nanodetik (ns), dan tingkat pengulangan 6 kilohertz (kHz), dengan lebar garis sekitar 640 megahertz ( MHz). Khususnya, ini menandai keluaran daya tertinggi untuk laser 193 dan 221 nm yang dihasilkan oleh kristal LBO, serta lebar garis tersempit yang dilaporkan untuk laser 193 nm.
Catatan khusus adalah pencapaian efisiensi konversi luar biasa: 27 persen untuk 221 hingga 193 nm dan 3 persen untuk 258 hingga 193 nm, yang menetapkan tolok ukur baru dalam nilai efisiensi. Penelitian ini menggarisbawahi potensi besar kristal LBO dalam menghasilkan laser DUV pada tingkat daya mulai dari ratusan miliwatt hingga watt, sehingga membuka jalan untuk mengeksplorasi panjang gelombang laser DUV lainnya.
Menurut Prof. Hongwen Xuan, penulis koresponden untuk penelitian tersebut, penelitian yang dilaporkan menunjukkan “kemampuan memompa LBO dengan laser solid-state untuk menghasilkan laser lebar garis sempit yang andal dan efektif pada 193 nm, dan membuka cara baru untuk membuat laser dengan lebar garis sempit yang andal dan efektif. sistem laser DUV berdaya tinggi dan hemat biaya menggunakan LBO.”
Kemajuan ini tidak hanya mendorong batas-batas teknologi laser DUV namun juga menjanjikan merevolusi berbagai aplikasi di bidang ilmiah dan industri.
Referensi: “Pembuatan laser ultraviolet dalam solid-state solid-state berkekuatan tinggi dan lebar garis sempit pada 193 nm melalui pencampuran frekuensi dalam kristal LBO” oleh Zhitao Zhang, Hanghang Yu, Sheng Chen, Zheng Li, Xiaobo Heng, dan Hongwen Xuan, 28 Maret 2024, Nexus Fotonik Tingkat Lanjut.
DOI: 10.1117/1.APN.3.2.026012
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
