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里程碑!清华团队实验演示稳态微聚束成功,有望为EUV光刻光源提供新技术路线

Evelyn Zhang

据悉,清华大学工程物理系教授唐传祥研究组,与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)以及德国联邦物理技术研究院(PTB)的合作团队,使用粒子加速器作为光子源,使相关领域的科学和技术取得了进展。

就在今天,他们的研究成果以“Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching”为题,发表在《自然》(Nature)上。

论文中表示,目前,上述这类光源的主力是基于存储环的同步辐射装置,和基于线性加速器的自由电子激光器。

芯片

实验展示了如何结合现有两类主要加速器光源——同步辐射光源及自由电子激光——的特性。同步辐射设备发射的光子具有高重复率,但由于它们的时间不相干性,功率相对较低。自由电子激光器产生的辐射具有很高的峰值亮度,但其重复频率受到驱动源的限制。

稳态微聚束(SSMB)机制被提出用于产生从太赫兹尺度到极紫外尺度的高重复、高功率辐射。这是通过利用微聚束使多粒子相干增强电子存储环内辐射在稳态逐轮的基础上实现的。揭示稳态微聚束(SSMB)作为未来光子源的潜力的关键一步,是在真实机器上演示其机制。

在他们的实验中,清华大学的科学家们报告了一个稳态微聚束(SSMB)机制的实验演示。

研究表明,电子束存储在准等时环中,在1064纳米波长的激光诱导能量调制后,可以产生亚微米的微聚束和相干辐射。

这一结果证实了电子的光学相位可以在亚激光波长的精度下依次相关。在此基础上,他们期望通过应用锁相激光器与电子轮流相互作用来实现稳态微聚束(SSMB)。

该演示代表了实现基于稳态微聚束(SSMB)的高重复、高功率光子源的里程碑。基于SSMB原理,能获得高功率、高重频、窄带宽的相干辐射,波长可覆盖从太赫兹到极紫外(EUV)波段,有望为光子科学研究提供广阔的新机遇。《自然》评阅人也对该研究高度评价称,该研究“必将引起粒子加速器和同步辐射领域的兴趣”。

基于稳态微聚束(SSMB)的EUV光源,有望解决自主研发光刻机中最核心的“卡脖子”难题,并提供一条新技术路线。论文一经刊发,立即引起了国内外学术界及产业界的高度关注。

参考来源:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03203-0

https://news.tsinghua.edu.cn/info/1003/84911.htm


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