Les lasers ultraviolets profonds (DUV), connus pour leur énergie de photons élevés et leurs courtes longueurs d'onde, sont essentielles dans divers domaines tels que la lithographie semi-conducteur, la spectroscopie à haute résolution, le traitement des matériaux de précision et la technologie quantique. Ces lasers offrent une cohérence accrue et une consommation d'énergie réduite par rapport aux lasers à décharge excimère ou à gaz, permettant le développement de systèmes plus compacts.
Comme indiqué dans Nexus photonique avancéeLes chercheurs de l'Académie chinoise des sciences ont fait un progrès significatif en développant un système laser à l'état solide compact capable de générer une lumière cohérente de 193 nm.
Cette longueur d'onde est cruciale pour la photolithographie, un processus utilisé pour gravir des motifs complexes sur des plaquettes de silicium, formant l'épine dorsale des appareils électroniques modernes.
Le nouveau système laser fonctionne à un taux de répétition de 6 kHz et utilise un amplificateur YB: Yag Crystal fait maison pour produire un laser de 1 030 nm.
Ce laser est divisé en deux parties: une partie subit une génération de quatrième harmonique pour créer un laser de 258 nm avec une puissance de sortie de 1,2 watts, tandis que l'autre pièce pompe un amplificateur paramétrique optique, générant un laser de 1553 nm avec une puissance de 700 milliwatts.
Ces faisceaux sont ensuite combinés dans le LBO en cascade (Tribuborate Lithium, lib3O5) cristaux pour produire le laser de 193 nm souhaité, atteignant une puissance moyenne de 70 milliwatts et une largeur de ligne inférieure à 880 MHz.
Les chercheurs ont également introduit une plaque de phase en spirale dans le faisceau de 1 553 nm avant le mélange de fréquence, entraînant la génération d'un faisceau de vortex portant un moment angulaire orbital.
Cela marque la première fois qu'un faisceau de vortex de 193 nm est produit à partir d'un laser à l'état solide. Un tel faisceau est prometteur pour l'ensemencement des lasers hybrides ARF excimer et pourrait avoir des applications significatives dans le traitement des plaquettes, l'inspection des défauts, la communication quantique et la micromanipulation optique.
Ce système laser innovant améliore non seulement l'efficacité et la précision de la lithographie semi-conducteurs, mais ouvre également de nouvelles voies pour les techniques de fabrication avancées.
La capacité de générer un faisceau de vortex de 193 nm pourrait entraîner de nouvelles percées sur le terrain, révolutionnant potentiellement la façon dont les appareils électroniques sont produits.
