天博体育app下载配备相干astrella®的kmlabs xuus4₄™实现25-50纳米波长的超快相干euv

简介

激光器的发明彻底改变了近几十年来科学技术的面貌。与此类似，最近开发的波长大幅缩短的桌面级相干激光源、 euv x X euv是通过高峰值功率超快激光器驱动的高次谐波发生（hhg）过程产生的。^[1]HHG光源的应用包括euv 平版印刷术、光谱学、显微镜以及^[2]分子级^[3]磁性^[4,5]材料、^[6]和纳米系统的动态研究。^[7,8]根据应用要求，HHG光源特性可以进行定制，以获得高达30MEV/0.1 nm的阿秒时间分辨率或能量/光谱分辨率，，^[9-11]或实现空间分辨率高达12nm的相干成像。^[2]

在hhg过程中，强飞秒激光聚焦到气体介质中，气体就会在场电离过程中会产生高次谐波。^[12]然而观察高次谐波的产生，这种优化（相位匹配）并非关键因素。但随着这些光源被用于更具挑战性的现实应用中，实现尽可能高的通量对于成功而言越来越重要。过去，科学家常常仅仅花费1-3实现一种光源。即便如此

km天博体育app下载bs开发了通过空心波导中的相位匹配转换来提高euv生成效率的技术^[13-15]，并在其商用XUUS₄™产品中进一步优化了该技术。^[16]主力hhg“桌面x射线激光”：（1）强大的高平均功率、高重复率飞秒驱动激光器；（2）用于产生高次谐波的优化实施差动泵浦气体靶几何结构；（3）euv传输系统₄™系统，作为与龙™和wyvern™超快激光系统完全集成的指定系统；但是，xuus₄™和光束线系统可由其他具有适当脉冲持续时间、光束质量和稳定性规格的高质量超快激光器（例如 coherentastrel天博体育app下载®）驱动。

测试简介

用于测试的配置如图1所示，由coohrentastrel天博体育app下载®，km天博体育app下载bs xuus₄ ™和模块化euv成像光谱仪光束线组成，该光束线是km天博体育app下载bs的几种标准光束线配置之一。在这里，我们总结了测试结果，并表明这种配置可以在高达〜50 eV（〜30 nm）的光子能量范围内以通量水平产生稳定的euv光输出，从而实现广泛的科学应用。整个系统₄ ™和光束线，可以占满单个中等尺寸的光学台（ 〜5x10英尺

2.1 COREHRENTASTRELLELE®

coherentastrel天博体育app下载®放大器激光系统是一款工业级一体式超快钛宝石激光放大器，采用，hass/hass技术开发和构建，具有高可靠性和可信赖的性能。在，具有高可靠性和可信赖的性能。在800nm波长下，它的每个脉冲可产生高达，它的每个脉冲可产生高达7mj的能量，脉冲宽度<35 fs，重复率为1kHz （表1 kHz （表1）（26 cm x 79 cm x 79 cm x 125 cm）开关掺钕氟化锂钇激光器的再生放大器，最后是脉冲压缩器。，最后是脉冲压缩器。，具备良好的可靠性，具备良好的可靠性，能够长期稳健运行。

2.2 km天博体育app下载bs Xuus₄ ™

km天博体育app下载bs xuus₄ ™是一款高度工程化的hhg光源和光束线系统，用户可在安装后一天内生成相干euv光。xuus₄ ™HHG光源产生具有极佳佳转换效率的euv，而光束线模块则最大限度降低了损耗和提高了灵活性，并提供广泛的用户定制选项，从而极大地简化了光束到实验的传输。这种方法降低了进入激光科学技术这一令人兴奋的新应用领域的门槛。

km天博体育app下载bs的XUUS₄ ™系统构建在坚固的单一光机械平台上。它采用〜0.1- 6 MJ 能量、1-100 kHz（〜<50 fs）的激光束作为输入，并且根据XUUS₄™配置和驱动激光器参数，产生波长范围为2至50nm的相干euv或软x x射线束。km天博体育app下载bs xuus₄ ™将泵浦光聚焦到充气空心波导^[13-15]中₄™采用专有的hhg波导盒设计来实施这项专利技术。优化的差压泵浦将气体天博体育app下载量降至最低，甚至可以经济地天博体育app下载昂贵的hhg气体，例如氖、氪和氙。波导中产生的 euv，以避免所产生的光被重新吸收。与气体喷射相比

由于hhg 的转换效率在很大程度上取决于峰值强度（即短脉冲、可紧聚焦的光束，m²〜1 ASE），因此在将最佳光束传递到焦点时也要小心。X的专利激光束管理系统可在长期运行中保持光源的位置和通量稳定性。这是通过计算机辅助自动激光束对准和指向稳定系统实现的。它还包括一个方便的实时激光束参数监控和记录系统。因此

检测结果

作为一项合作，kmlabs和相干在圣克拉拉的coomerent工厂天博体育app下载生产型sastrella®激光器和XUUS₄™进行了hhg hhgsastrella®输出进行初步特性测试并天博体育app下载望远镜调整输入光束尺寸后，Xuus₄™的安装大约花费了一天的时间。

我们将用于实现hhg xUus/astrel天博体育app下载®：a）在氩气中产生的“近euv”光谱激光器的全部输出，因此很大一部分脉冲能量可以保留用于其他目的，例如泵浦opa用于泵浦探测实验。

表表总结了测量的关键参数。为了获得通量的定量测量结果

情况（a）和（b）获得的euv光谱分别如图2和图2和图4所示，而euv光束功率和指向稳定性如图33所示。euv光谱的形状是多种因素导致的结果，包括当发射明亮且相位匹配时）组成，峰值位于第，峰值位于第23。探测器测量的通量对应于第23谐波35nm（hν= 35 eV）波长1.2x10¹¹（+/- 20％）光子/秒/谐波源处的通量。检测器上测得的通量为/谐波源处的通量。检测器上测得的通量为2.1x10⁷ph/sec，在这种情况下，天博体育app下载了非常厚的高损耗铝薄膜滤光片来衰减光束，以避免检测器饱和并确保准确测量。

在天博体育app下载euv，光源处的通量与可提供给实验的通量之间可能差异非常大。即使在高度优化的光束线中实际实验应用的特性将决定光束传输系统所需的吞吐量必须加以考虑。

图4显示了获得的情况（b）光谱（天博体育app下载氦气的高能 hhg）。这种情况下⁷135512_135539⁴135549_135557光源处。因此，天博体育app下载sastrella®13.5nm（92 eV）的hhg。然而₄™ /astrel天博体育app下载®设置主要用于最高hν〜50 ev hhg。

总结和结论

XUUS₄™系统是科罗拉多大学kapteyn/murnane小组20多年辛勤工作的结晶，该小组不断开拓进取，1）开发出了能够产生20-30fs脉冲的超快激光放大器系统，2）开展探索高次谐波产生过程的基本物理原理的研究，以及3），以及3）在最严苛的应用（如高保真euv成像）中利用euv成像）₄™结合天博体育app下载时的预期结果提供了坚实的基础。

参考文献

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附录a：euv通量测量方法

为了精确测量hhg通量，km天博体育app下载bs采用了图5所示的光束线配置。在精确测量HHg通量的过程中，可能会遇到许多陷阱，其中最主要的是要阻止所有背景光照射到探测器上，包括，包括800nm基本驱动激光波长的背景光

在这组测量值中，ccd检测器在km天博体育app下载bs与经过nist校准的二极管进行了交叉校准

任何薄金属滤光片中都会存在小孔，造成，造成800nm泄漏