1 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
路径积分差分吸收（IPDA）激光雷达可装载于飞机或卫星上探测大范围大气CO2浓度，具有全天时和探测精度高的优势。全球云的平均覆盖率可达60%，因此在激光穿透大气射向地面的探测过程中，除了地面和海洋回波信号，还有很多云层回波信号。结合机载大气探测激光雷达（ACDL）信号采集特点，针对复杂的云层回波信号，提出一种基于中位数绝对偏差的离群值筛选法提取信号，可分离多层云回波信号及云层与地面回波信号同时存在的信号。分析云信号的探测能力，并利用云层回波信号积分值反演云上CO2柱浓度，结果与原位测量仪测量结果变化趋势一致，二者偏差为2.8 μL/L。
遥感 差分吸收激光雷达 二氧化碳柱浓度 云回波信号 差分吸收光学厚度 大气遥感 中国激光
2023, 50(23): 2310001
1 中国科学院 微电子研究所 成果转化部, 北京 100029
2 中国科学院大学 集成电路学院, 北京 100049
3 江苏影速集成电路装备股份有限公司, 徐州 221300
4 中国科学院 科技战略咨询研究院, 北京 100190
在针对芯片的“卡脖子”技术中, 极紫外(EUV)光刻是最重要的一环。EUV光刻技术已经被广泛应用于最先进工艺节点的集成电路芯片制造之中。它的研发交叉融合了光学、机械、电子、控制、软件、材料、数学、物理等多个学科的知识。EUV光刻的发展反映了世界范围内联合研发的演变过程, 开放和合作是发展过程中的主旋律。回顾了EUV光刻的发展历史及所涉及的重大项目和机构, 讨论了全球唯一的EUV光刻机制造商——ASML公司的灵活多变的国际化合作路线, 分析了自1997年以来世界各代表性研发机构的研发趋势以及与EUV光刻发展的关系, 详叙了各参与机构在世界范围内的合作对EUV光刻发展的影响。该研究为研发先进光刻机等类似高端装备提供了一些启示和参考。
集成光学 光刻 极紫外 集成电路 合作 发展 integrated optics lithography extreme ultraviolet integrated circuit cooperation development
李世光 1,2,3,*†郭磊 1,2,3,**†曾海峰 1,2,3戢逸云 1,2,3[ ... ]肖燕青 3
1 中国科学院大学集成电路学院，北京 100049
2 中国科学院微电子研究所成果转化部，北京 100029
3 江苏影速集成电路装备股份有限公司，江苏 徐州 221300
光刻技术中的聚焦控制对曝光质量有直接的影响。曝光过程中，为保证良率，曝光区域需要时刻处于焦深范围内。通过建立数学模型，探讨了光刻机系统总离焦量与产品良率的关系，而光刻机的总离焦量又是多种离焦误差共同作用的结果。研究了先进的双工件台光刻系统和应用于掩模板制造的数字微反射镜装置光刻系统的工作流程，分析了与聚焦控制密切相关的若干离焦误差。在诸多误差因素当中，调焦调平传感器对总离焦量有着重要影响，光刻机的聚焦控制很大程度依赖于调焦调平传感器的准确测量。对Canon、Nikon和ASML的调焦调平传感器进行了调研，对比研究各自的传感器原理和结构，为光刻机的聚焦控制分析提供参考。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922016
1 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中科晶源微电子科技(北京)有限公司, 北京 100076
带电粒子束成像检测技术是一种可以提供纳米级测量精度的技术, 广泛应用于半导体检测中。在进行硅片检测时, 要求待测硅片在扫描检测过程中一直处于电子束的焦深范围(DoF)内。本文提出一种毫米级控制范围、纳米级控制精度、高度测量时间在亚毫秒量级的粗精结合的闭环硅片高度控制技术。它的核心子系统是一套光学硅片高度测量系统, 在进行粗控制时, 数字相机的成像面作为一个光栅图像接收面, 硅片的高度信息通过测量光栅线条在成像面上的位移获得。在接近目标高度时, 数字相机的成像面作为一个虚拟的数字光栅使用。它与光学光栅图像存在一定周期差, 两者构成类似机械游标卡尺的结构, 本文称为光学游标卡尺, 实验表明该技术可以在成像面上细分像素尺寸10×以上。当用其测量硅片高度时, 粗测范围达毫米量级, 粗测时间小于038 ms, 精测分辨率小于80 nm, 精测时间小于009 ms。利用该硅片高度测量系统进行硅片高度的初步闭环反馈控制, 控制精度达到15 nm, 在电子束硅片图形检测系统中具有广阔的应用前景。
对焦控制 高度测量 高度控制 带电粒子束检测 电子束检测 光学游标卡尺 焦深 focus control height measurement height control charged particle beam inspection electron beam inspection optical vernier caliper depth of focus
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于长程气体吸收池技术,搭建了针对波长为1572 nm的单频激光的光谱纯度测量装置,理论分析了测量精度的影响因素,并推导出误差计算公式。结果表明,该装置可精确测量光谱纯度为90%~99.999%的激光输出。使用该装置对1572 nm种子注入光参量振荡器输出的单频纳秒脉冲进行测量,测得其光谱纯度为(99.996±0.0005)%,达到工业应用的要求。
测量 脉冲激光 光谱纯度 吸收池 误差分析
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A highly efficient laser system output at the H-β Fraunhofer line of 486.1 nm has been demonstrated. A high pulse energy single-frequency hybrid 1064 nm master oscillator power amplifier was frequency-tripled to achieve 355 nm laser pulses, which acted as the pump source of the beta barium borate nanosecond pulse optical parametric oscillator. With pump energy of 190 mJ, the laser system generated a maximum output of 62 mJ blue laser pulses at 486.1 nm, corresponding to conversion efficiency of 32.6%. The laser spectrum width was measured to be around 0.1 nm, being in conformity with the spectrum width of the solar Fraunhofer line.
190.4970 Parametric oscillators and amplifiers 190.2620 Harmonic generation and mixing 140.3538 Lasers, pulsed Chinese Optics Letters
2018, 16(8): 081901
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
An injection-seeded single-resonant optical parametric oscillator (SROPO) with single frequency nanosecond pulsed 2.05 μm wavelength output is presented. Based on two potassium titanyl phosphate crystals and pumped by a 1064 nm single frequency laser pulse, injection seeding is performed successfully by using the ramp-hold-fire technique in a ring cavity with a bow-tie configuration. The SROPO provides 2.65 mJ single frequency signal pulse output with a 17.6 ns pulse duration at a 20 Hz repetition rate. A near-diffraction-limited beam is achieved with a beam quality factor M2 of about 1.2. The spectrum linewidth of the signal pulse is around 26.4 MHz, which is almost the Fourier-transform-limited value.
190.4410 Nonlinear optics, parametric processes 190.4970 Parametric oscillators and amplifiers 140.3070 Infrared and far-infrared lasers Chinese Optics Letters
2017, 15(9): 091902
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于光学外差法, 设计并搭建了一套脉冲激光中心频率实时监测系统。频率特性已知的连续光经移频后与待测的单频纳秒脉冲光发生拍频, 用光电探测器和数据采集卡记录合成光强信号, 分析拍频信号的频谱, 即可获取待测光的中心频率信息。实验用一台连续单频输出1.57 μm激光器作为参考光源, 采用移频、斩波、自拍频的方法对测试系统的测试速率和测试精度进行了评估, 得出该系统的响应时间为6 ms。对于脉宽为30 ns左右的激光脉冲, 采样率为2 GSa·s-1时, 测试系统的均方根误差不超过0.07 MHz。
激光器 脉冲激光 中心频率 拍频 频率稳定性 中国激光
2017, 44(11): 1101003
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
针对大气CO2浓度探测差分吸收激光雷达的应用需求，采用稳定环形腔和模式匹配设计，搭建了一套单纵模1 064 nm激光泵浦的单谐振KTP晶体光参量振荡器，获得高斜率转换效率、基横模的2.05 μm波长纳秒激光脉冲输出.在8字形环形行波稳定腔中，将2块II类相位匹配KTP晶体以走离补偿方式放置，在20 Hz重复频率下，当泵浦单脉冲能量达到11 mJ时，获得了单脉冲能量为2.4 mJ的2.05 μm信号光输出，脉宽约24 ns，斜率效率达到53%.2.05 μm信号光光束质量因子在x、y方向分别为1.3和1.2.
非线性光学 光参量振荡器 环形腔 2 μm激光器 KTP晶体 Nonlinear optic Optical parametric oscillator Ring cavity 2μm laser KTP crystal
