【产通社，3月27日讯】中科院空天信息研究院大湾区分院成功开发了一种能够产生193纳米相干光的紧凑型固态纳秒激光系统。该波长用于精密半导体芯片制造，是全球首次用固体激光器产生193纳米的涡旋光束。

深紫外(DUV)激光器以高光子能量和短波长闻名，用于高分辨率光谱、精密材料加工、量子技术以及半导体光刻等。与准分子激光器或气体放电激光器相比，DUV激光器具有更高的相干性和更低的功耗，能够开发出更紧凑的精密系统。

新的激光系统使用内部开发的Yb:YAG晶体放大器产生1030nm激光。该激光分两部分，一部分经过四次谐波产生，输出功率为1.2W的258纳米激光；另一部分泵浦光参量放大器(OPA)产生平均输出功率为700mW的1553nm激光。

通过在级联的三硼酸锂(LiB3O5)晶体中组合光束，研究人员产生了所需的193纳米激光和221纳米激光，平均功率为270mW。

193纳米激光的平均功率为70mW，重复率为6kHz，对应的脉冲能量超过10μJ。该激光器的线宽小于880MHz，半峰全宽小于0.11pm。

在混频之前，研究人员在1553纳米光束的光路中引入了螺旋相位板，将其高斯模式改变为携带轨道角动量(OAM)的涡旋光束，拓扑电荷为1。他们使用涡旋光束作为频率转换的泵浦源，成功将OAM转移到193纳米和221纳米激光器，获得了193纳米的涡旋光束，拓扑电荷为2。

中科院团队表示，这是第一个使用OPA和级联LBO晶体的紧凑型193纳米激光产生系统，也是全球第一次演示从固态激光器产生的193纳米涡旋光束。涡旋光束可用于混合ArF准分子激光器的种子，并具有支持晶片加工、缺陷检测、量子通信和光学显微应用的潜力。

凭借高功率输出和不同寻常的涡旋光束特性，这种创新的激光系统不仅提高了半导体光刻的效率和精度，还为先进制造技术开辟了新途径。产生193纳米涡旋光束的能力可能会推进半导体光刻技术的进一步发展，有望变革半导体芯片和电子设备的生产方式。

剪报来源：
https://www.photonics.com/Articles/Chinese_Academy_of_Sciences_Reports_DUV/p5/a70860
论文链接：
https://www.doi.org/10.1117/1.APN.4.2.026011