1 中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学与技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
3 中国科学院大学，北京 100049
4 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学工程部（筹），上海 201800
锡液滴发生器是激光等离子体型极紫外（LPP-EUV）光刻光源中最重要的核心部件之一。光刻光源要求锡液滴靶具备高重复频率、小直径且稳定性好的特性。综述了中国科学院上海光学精密机械研究所EUV光源团队近年来在液滴发生器方面的研究进展，包括液滴直径、重复频率、间距、位置和稳定性等。现阶段研制的锡液滴发生器，在100 kHz频率下喷射的锡液滴直径约为40 μm，间距约为230 μm，工作时长接近5 h。锡液滴在10 s短时间内，竖直和水平方向的位置不稳定性分别约为2 μm和1 μm。未来锡液滴的可用性性能（如液滴直径、工作时长和长时间的位置稳定性）还需进一步提升。
极紫外 光刻光源 液滴发生器 锡液滴 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314001
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
激光焊接的熔融深度即匙孔深度能够表征焊缝的结合强度，反映焊接质量。光学相干层析成像技术（OCT）能够在焊接过程中无损测量匙孔深度。但是OCT探测光束在匙孔内的多重反射会导致测量结果不能准确反映待测深度。针对该问题，采用基于偏振OCT的匙孔深度测量方法，消除多重反射光的影响，提高测量的准确性。将圆偏振光入射至待测匙孔得到OCT信号，计算出带有匙孔深度信息的附加相位差图像，利用附加相位差对信号进行筛选，去除多重反射导致的错误深度，得到待测匙孔的真实深度。使用所提方法对铝制匙孔样品进行测量，得到的匙孔深度测量误差为1.6%，而常用的百分位滤波方法的测量误差为23%。实验结果证明了所提方法的有效性。
激光技术 激光焊接 光学相干层析成像 匙孔深度 偏振 中国激光
2023, 50(20): 2002106
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
数值孔径（NA）作为投影物镜的基本参数，决定了投影物镜的成像分辨率。在利用双光栅Ronchi剪切干涉仪测量投影物镜波像差时，NA也是实现波像差高精度检测的一项基本参数。提出了一种基于Ronchi剪切干涉像面光栅轴向离焦的投影物镜NA测量方法，理论推导了像面光栅离焦时空间光程差的数学表达式，通过测量轴向两个不同位置处的剪切波前并提取倾斜项系数，利用两个轴向位置的距离以及倾斜项系数的差值计算得到投影物镜NA值。在此基础上，开展了仿真分析和实验，以NA设计值为0.3的投影物镜为测量对象，实验测得NA为0.292，测量误差小于0.004。同时开展了几何光学测量方法的对比实验，进一步验证了所提方法的有效性。该方法利用波像差检测装置测得的剪切波前实现投影物镜NA的在线测量，不需要使用额外的装置或器件。
测量 数值孔径测量 投影物镜 Ronchi剪切干涉 剪切波前 光程差 中国激光
2023, 50(13): 1304006
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
针对光刻机照明系统矩形光场的均匀照明需求，提出了一种基于单排平凸微柱面镜阵列与小长宽比积分棒相结合的匀光单元方案。分析了小长宽比积分棒输入光场的角度分布特性和宽度对照明均匀性的影响。使用单排平凸微柱面镜阵列进行预匀光可以满足积分棒输入光场需求。采用光线方向余弦的分布偏差表征照明均匀性，构造了匀光单元透镜组的均匀性评价函数，并以KrF光刻机匀光单元为对象，利用CODE V软件对平凸微柱面镜和聚光镜组进行了自动优化设计。在LightTools中对该匀光单元进行仿真验证，结果表明，在不同部分相干因子的传统照明模式和环形照明模式下输出光场的积分非均匀性均小于0.43%，优于基于弥散斑均方根评价函数优化设计的对照组结果，对相关工程设计有一定参考意义。
光学设计 光刻 照明系统 匀光单元 照明均匀性 中国激光
2023, 50(13): 1305003
1 中国科学院上海高等研究院上海光源中心，上海 201204
2 中国科学院高能物理研究所多学科中心，北京 100049
3 中国计量科学研究院前沿计量科学中心，北京 100029
介绍了一种全新的迈克耳孙X射线干涉仪设计，可用于57Fe穆斯堡尔14.4 keV核共振波长超精准测量。所设计结构是由反对称的三次劳厄衍射型（LLL）的X射线干涉仪和可以匹配14.4 keV波长的一体型双通道切槽单色器（MDCM）构成。在上海同步辐射光源利用14.4 keV单色光对国内首个自制LLL干涉仪的性能和MDCM的工况进行了在线测量和定量表征，得到了干涉仪条纹对比度的测量结果（0.37~0.63）和MDCM光学元件的修正参数。该研究为国内复杂构型X射线光学元件的研制和在线表征积累了技术经验。
X射线光学 穆斯堡尔波长 迈克耳孙X射线干涉仪 三次劳厄衍射型干涉仪 一体型双通道切槽单色器
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
面向光学系统及光学车间现场波像差检测、长焦成像系统波像差检测等复杂易受外部干扰的应用场景，本团队提出了一种基于偏振同步相移的双光纤点衍射干涉技术，用于光学成像系统波像差的实时动态检测。该技术采用短相干长度光源与单模保偏光纤产生两个点源，这两个点源可以输出正交线偏振光；在光路中加入四分之一波片，采用微偏振阵列相机实现了基于单幅干涉图的空间同步相移。通过衰减器调节两束光的光强比，可以实现干涉条纹对比度的调节。搭建了基于该技术的实验装置，并采用该装置对5X透射式微缩投影物镜波像差进行了测量，测得其波像差均方根(RMS)为10.49 nm。在低频振动噪声环境下进行了32次重复性测量，重复测量精度为0.17 nm，实现了待测投影物镜波像差的高精度实时动态检测。实验结果验证了所提检测技术的有效性。
测量 点衍射 偏振相移 波像差检测 干涉测量 中国激光
2022, 49(21): 2104001
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
At present, reconstruction of megapixel and high-fidelity images with few measurements is a major challenge for X-ray ghost imaging (XGI). The available strategies require massive measurements and reconstruct low-fidelity images of less than pixels. Inspired by the concept of synthetic aperture radar, synthetic aperture XGI (SAXGI) integrated with compressive sensing is proposed to solve this problem with a binned detector in the object arm. Experimental results demonstrated that SAXGI can accurately reconstruct the pixels image of a binary sample of tangled strands of tungsten fiber from 660 measurements. Accordingly, SAXGI is a promising solution for the practical application of XGI.
X-ray ghost imaging compressive sensing megapixel imaging Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 033401
1 上海大学理学院, 上海200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京100049
圆环达曼光栅(CDG)产生的贝塞尔光束照明可以扩展光学相干层析成像(OCT)系统的焦深,使得系统在较大成像深度范围均保持高的横向分辨率。但CDG一级衍射环的分裂效应会导致贝塞尔光束轴向能量分布出现凹陷,削弱了焦深扩展的效果。本研究团队在分析CDG衍射原理的基础上,优化设计了无一级衍射环分裂效应的CDG,并通过仿真证明了该CDG产生的贝塞尔光束不存在轴向能量凹陷,具有更好的焦深扩展效果;然后将优化设计的CDG应用于搭建的OCT系统中,采用该系统对聚苯乙烯微球琼脂凝胶、白胶带等样品进行成像。结果表明,该OCT系统可以在1.8 mm的焦深范围内获得优于3.9 μm的横向分辨率,有效扩展了系统焦深。
医用光学 光学相干层析成像 焦深扩展 贝塞尔光束 圆环达曼光栅 中国激光
2021, 48(20): 2007002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 上海大学理学院, 上海 200444
血管内光学相干层析成像(IVOCT)对于心血管疾病的早期诊断具有重要意义。成像探头是IVOCT系统的核心器件。设计了一种基于微型螺旋桨驱动的IVOCT探头,该探头未使用传统内窥探头中为光束扫描提供动力的微型电机等电动装置,而是利用IVOCT系统成像时冲刷血液的流体驱动安装在探头末端的螺旋桨,从而带动安装在螺旋桨转轴上的直角棱镜旋转,实现光束对血管壁的扫描成像。对螺旋桨进行优化设计,提高了流体的驱动效率。探头外径为1.5 mm,探头扫描速度最高可达491 r/s。利用集成该探头的IVOCT系统对白胶带样品、小葱葱管以及离体鸡心脏动脉血管样品进行成像,获得了清晰的样品层析图像,验证了该探头的成像能力。
医用光学 光学相干层析成像 医学和生物学成像 内窥成像 血管成像 中国激光
2020, 47(11): 1107002
