天博体育中国官方网站 xuus₄™と相干ASTRELLER®25-50nmのウルトラファースト天博体育中国官方网站ザ相干EUV

はじめに

天博体育中国官方网站ザの発明がここ数十年の科学技术に革命をもたらしたように、最近の卓上スケールのcoherent天博体育中国官方网站ザ光源の开発は、はるかに短い波长、 euv x x coherent euv は、高ピーク出力のウルトラファースト天博体育中国官方网站ザを用いた高次高调波生成（ hhg）プロセスによって生成されます。^[1]hhg 光源の用途には、euv リソグラフィの计测、分光、顕微镜、^[2]、および分子、^[3]磁性、^[4,5]材料、^[6]およびナノシステムの动的研究が含まれます。^[7,8]用途の要件に応じて、 hhg 30 meV/0.1 nmのエネルギー/スペクトル分解能、^[9-11]または12nmの空间分解能を持つコヒーレントなイメージングを可能にするように调整することができます。^[2]

HHG^[12]しかし、 hhg 光源を最适に実装するには、単にガスジェットやセルに光を集光すればよいというわけではありません。euv への変换效率は复数のパラメータに依存し、桁が変わることもあります。初期の実験では、単に高い高调波の発生を観察することが目的であったため、この最适化（フェーズマッチング）は重要ではありませんでした。しかし、これらのソースがより困难な実世界の用途で使用されるようになると、可能な限り最高の光子を达成することが成功のためにますます重要になってきます。かつては、科学者たちはしばしば、あるソースの実装だけに1～1～3年を费やしていました。その场合でも、EUV における光束测定は困难であり、误差が生じやすいため、光源は最适化されておらず、出力も不足するため、用途目的が実现できなくなる可能性があります。Hhgベースのeuvベースのeuv光源の実装を成功させるには、光子とスペクトルの测定を简素化し、信頼性の高いeuv光子仕様を可能にする包括的なアプローチが必要です。

天博体育中国官方网站 は、中空导波路内での位相整合変换によりeuv発生效率を向上させる技术を开発し^[13-15]、商用 XUUS₄™制品ラインでこの技术をさらに最适化しています。^[16]强力なhhg hhg x x 3つの主要要素は以下の通りです。（1）坚牢な高平均出力、高缲返し率のフェムト秒駆动レーザ、（2）高调波発生のために最适に実装された、差动励起ガスターゲット形状、（3）损失を最小限に抑え、热负荷を管理するように设计された euv 伝送システム。これにより、それぞれの用途に対して安定した高品质の出力ビームを提供することが可能になります。 天博体育中国官方网站 社は、数年前から xuus₄™システムを龙™およびwyvern™ウルトラファースト天博体育中国官方网站ザシステムと完全に统合された仕様のシステムとして供给していますが、 XUUS₄™およびビームラインシステムは、适切なパルス幅、ビーム品质、および安定性の仕様があれば、相干astrella®

试験の概要

试験に使用した构成を図1に示します。この试験は、 coherentastrella®，XUUS₄™，天博体育中国官方网站の标准的なビームライン构成の一つであるモジュール化されたeuv イメージング分光器から构成されています。ここでは、试験结果を要约し、この构成により、幅広い理科学用途を可能にする光子レベルで、最大 50 ev 30 nm（30 nm）までの光子エネルギー范囲で安定したeuv 光出力を生成できることを示します。レーザ、 xuus₄™、およびビームラインを含むシステム全体は、一つの适度な大きさの光学テーブル（～ 5'x 10'）を占有します。

2.1 CooherentAstrella®

（coherentastrella®（HALT）/加速ストレス性能试験（ hass）技术を駆使して开発された产业用ワンボックスウルトラファーストチタンサファイア天博体育中国官方网站ザ増幅器で、高い信頼性と信頼性の高いパフォーマンスを実现します。パルス幅35 fs 、缲り返し率1KHz 1 kHz 、800 nm で、パルスあたり最大7mj を生成できます（表1（7 mj を生成できます（表1）。Vitara®。vitara®。相干革命®Q nd：ylf：ylf：ylf 天博体育中国官方网站ザを备えた再生増幅器、そして最后にパルスコンプレッサーを含むすべての天博体育中国官方网站ザコンポーネントがコンパクトな（26 cm x 79 cm x 125 cmm-

2.2 天博体育中国官方网站 Xuus₄™

天博体育中国官方网站 xuus₄™は、高度に设计された hhg 光源およびビームラインシステムで、设置后 hhg 光源およびビームラインシステムで、设置后 euv光を発生させることができます。xuus₄™tm HHG ソースは、最适な変换效率でeuv を生成し、ビームラインモジュールは、最小の损失、最大の柔软性、および幅広いユーザーカスタマイズで実験へのビーム供给を剧的に简素化します。このアプローチにより、天博体育中国官方网站ザ科学技术のこの魅力的で新しい応用分野への参入障壁が低くなります。

天博体育中国官方网站のXUUS₄™システムは、単一の坚牢なオプトメカニカルプラットフォーム上に构筑されています。0.1 ～6 MJ のエネルギー、1～100 kHz の缲り返し周波数のフェムト秒（～50 fs未満）天博体育中国官方网站ザビームを入力とし、 xuus₄™の构成と駆动レーザのパラメータに応じて、2～50 nmの波长を持つコヒーレントなeuv x x线ビームを生成します。天博体育中国官方网站 xuus₄™は、励起光をガスで満たされた中空导波路^[13-15]に集光し、天博体育中国官方网站ザビームとガス流の経路を100％オーバーラップさせながら、天博体育中国官方网站ザを长さ方向に高强度に集光します。 Xuus₄™は、この特许技术を実装するために、独自の hhg hhg ne ne，kr，Xe hhg hhg hhg hhg euvガスも経済的に使用できます。导波路で生成されたは、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～ は、生成光の再吸收を避けるため、效率的な差动励起によって生成された真空経路を伝搬します。ガスジェットに比べ、ガス消费量は桁违いに少なく、差动励起により、ヘリウムを含むあらゆるガス（このガスは、他の构成では效果的に维持できない高い～

HHG の変换效率はピーク强度（短パルス、M²〜| a（ASE）に强く依存するため、集光スポットへの最适なビーム供给にも注意が必要です。 Xuus 独自の天博体育中国官方网站ザビーム管理システムは、长时间の使用においても光源の位置と光束の安定性を维持します。これは、コンピュータ支援による天博体育中国官方网站ザビームの自动アライメントとポインティング安定化システムによって実现されます。また、便利なリアルタイムの天博体育中国官方网站ザビームパラメータ监视およびログシステムも含まれています。その结果、 euv 光源のビーム位置安定性は、駆动天博体育中国官方网站ザのビーム位置安定性性能を上回ります。これは、euv 光源のビーム位置安定性は、駆动天博体育中国官方网站ザのビーム位置安定性性能を上回ります。これは、euv 波长での信頼性の高いアライメントの重要な要件です。优れた长期および短期安定性により、これまでに実装された中で最も安定して使用可能な hhg hhg x x ソースが得られます。これにより、ユーザーは线源をそれ自体を実験としてではなく、真の卓上「

试験结果

天博体育中国官方网站とcoherent は、サンタクララにある连贯の施设で、量产型sastrella®レーザとXUUS₄を用いてhhg测定を行いました。astrella®出力の初期特性评価と、入射ビームサイズを调整するための望远镜の导入后、 XUUS₄™の设置が约1日かけて行われました。

XUUS/ASTRELLAR®を组み合わせたhhg 2つの波长领域で评価しました。a）アルゴンガス中で生成された「近euv」スペクトル（スペクトルのピークは〜35 nm（b）b）b）e eve（13.5 nm）。ケースa）a）の场合、 a）astrella®®1.5mj 1.5 mj であることがわかりましたが、ケース b）

测定された主要なeuv 2 にまとめます。光子の定量的な测定値を取得するために、 nistト天博体育中国官方网站サブルなeuvフォトダイオードと相互参照されたeuvフォトダイオードと相互参照されたeuv高感度ccd ccd aaで详しく说明しています。

ケースa）とb）で得られたeuv2と図2と図スペクトルをそれぞれ図スペクトルをそれぞれ図に示し、 に示し、ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図ビームの出力とビーム位置安定性を図スペクトルの形状は、発光が明るく位相が一致するパルス中の时间における天博体育中国官方网站ザのピーク强度、アルゴンガス中の长波长の再吸收、基本波と低次高调波を除去するために使用されたアルミニウムフィルターの透过率など、いくつかの要因による结果です。図 スペクトルの形状は、発光が明るく位相が一致するパルス中の时间における天博体育中国官方网站ザのピーク强度、アルゴンガス中の长波长の再吸收、基本波と低次高调波を除去するために使用されたアルミニウムフィルターの透过率など、いくつかの要因による结果です。図 スペクトルの形状は、発光が明るく位相が一致するパルス中の时间における天博体育中国官方网站ザのピーク强度、アルゴンガス中の长波长の再吸收、基本波と低次高调波を除去するために使用されたアルミニウムフィルターの透过率など、いくつかの要因による结果です。図2に示す2に示すArガスを用いて记录されたスペクトルは、23をピークとする奇数倍音（17-27）35 nm（hν= 35 ev）における23高调波に対して、1.2x10¹¹（+/- 20％）光子/秒/高调波の光源での光束に相当します。検出器で测定された光子は/高调波の光源での光束に相当します。検出器で测定された光子は2.1x10⁷光子/秒で、この场合、検出器の饱和を避け、正确な测定を确実にするために、非常に厚く、高损失のアルミニウム薄膜フィルターを使用してビームを减衰させました。

euv 0.1〜10％の范囲のスループットに対応します。正确な値は、リフォーカスや特定の波长を选択するために使用される光学系のスループットや、あらゆる可视/近赤外光を遮断するために使用される薄膜フィルターのスループット（すべての波长に感度のある ccdなどの検出器を使用する场合に必要実际の実験用途の仕様によって、必要なビーム伝送システムのスループットが决まり、実験のスループットや実现可能性を计算する际に考虑する必要があります。

図4 は、ヘリウムガスを使用した高エネルギー hhgのケースb）で得られたスペクトルを示しています。ここで、スペクトルは13.5 nm 付近にピークがあり、最适化后の光子は、 5.3x10⁴光子/秒の検出器での测定光子に基づいて、光源において、～1.5 x 10⁷光子/秒/秒/高调波と决定されました。したがって、/高调波と决定されました。したがって、sastrella®を使用すると、13.5 nm （92 ev）までのhhg 35 nm での光子よりも数桁低いものです。この动作モードは、いくつかの予备的な分光研究にとって有用であり、ユーザーは xuus₄™/astrella®のセットアップを主にhν〜50 ev hhgに使用することが期待されます。

まとめと结论

XUUS₄™システムは、コロラド大学の kapteyn/murnaneグループによる20年以上にわたる研究の集大成です。kapteyn/murnane グループは、1）20-30 fs パルスを発生するウルトラファースト天博体育中国官方网站ザ増幅器システムの开発、2）高调波発生プロセスの基础物理を探求する研究、3）高调波発生プロセスの基础物理を探求する研究、高忠実度₄™とcoherentastrella®

参考资料

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付录a：euv光子测定方法

hhg 光子を正确に测定するために、 天博体育中国官方网站では図5に示すようなビームライン构成を采用しました。HHg光子の正确な测定には多くの落とし穴が考えられます。その第一は、基本的な駆动レーザ波长である 800 nm と、検出器の検出范囲内ではあるが分光分解される波长の范囲外である高调波波长の両方で、検出器に入射するすべての背景光を遮断することです。天博体育中国官方网站 は、误测定を防ぐための厳格な手顺を开発しました。最も厳密なプロセスでは、 nist校正済みのフォトダイオードを用いてhhg ビームの総光子を测定し、その后、スペクトルを ccd

この一连の测定では、 ccd検出器は天博体育中国官方网站でnist 校正の半导体レーザと相互校正され、光子测定は ccd ccd を使用して决定されました。さまざまなスペクトル领域が、わずかに异なるビームライン构成を使用して校正されます。たとえば、図2 のスペクトルでは、表3 30 ～30 ～50 nmのスペクトルが分离されています。

薄い金属フィルターには必ず存在する小さなピンホールからの800nmの漏れを避けるため、2 枚のフィルターを使用しています。さらに、これらのフィルターは酸化により时间と共3 つのフィルターを连続して使用します。帯域外放射を遮断するには、これらのうち2 ccd ccd ccd で特徴付けられ、 nist 校正半导体天博体育中国官方网站ザを使用して测定された光子と相互参照されます。光源におけるフラックスは、ビームライン效率を考虑してバックアウトすることができます。波长 nist 校正半导体天博体育中国官方网站ザを使用して测定された光子と相互参照されます。光源におけるフラックスは、ビームライン效率を考虑してバックアウトすることができます。波长13.5 nm のスペクトル测定では、ビームラインのパラメータを表4