作者单位
摘要
浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室,光电科学与工程学院,先进光子学研究中心,嘉兴研究院智能光子研究中心,浙江大学杭州国际科创中心,浙江 杭州 310027

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法,系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用,包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等,涵盖了最主要和最新的发展方向。最后,讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战,并对领域未来的发展进行展望。

材料 超构表面 超构透镜 成像 光学全息 复用 消色差成像 
中国激光
2024, 51(1): 0103001
曹晶 1,2杨文河 1,2刘泽旭 1,2陈韫懿 1,2[ ... ]林楠 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
2 超强激光科学与技术重点实验室(中国科学院),上海 201800
极紫外(EUV)光刻是7 nm及以下技术节点芯片大规模量产的关键技术。随着技术节点的减小、工艺复杂性的增加,芯片的良率面临着巨大挑战。边缘放置误差(EPE)是量化多重曝光技术过程中制造图案保真度的最重要指标。EPE控制已成为多重曝光和EUV融合光刻时代最大的挑战之一。EPE是关键尺寸(CD)误差和套刻误差的结合。在EUV光刻中,光学邻近效应和随机效应是引起光刻误差的重要因素。光学邻近效应校正(OPC)可以使EPE最小化。对于最先进的技术节点,EPE通常由随机效应主导,因此需要对EPE进行建模,尤其是需要对随机效应进行严格的建模,以分析影响EPE的关键参数。选择不同的测量手段对关键参数进行测量并优化EPE是提高芯片良率的重要途径。本文首先综述了EPE在EUV光刻中的重要作用,然后讨论了OPC和随机效应、EPE模型及涉及的关键参数,并介绍了关键参数的测量方法,最后总结和展望了与EPE相关的技术。
测量 极紫外光刻光源 套刻 光学邻近效应校正 对准 
中国激光
2024, 51(7): 0701005
作者单位
摘要
中国激光
2024, 51(7): 0700101
张琮 1夏聪 1马世会 1,*于永贵 1,**[ ... ]吴以成 1
作者单位
摘要
1 天津理工大学材料科学与工程学院功能晶体研究院,天津 300384
2 山东大学晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100
Nd3+离子由于其独特的能级结构,在近红外激光应用方面受到了广泛关注。硅酸镓钙铌(CNGS)晶体作为硅酸镓镧体系的一员,具有较好的力学性能和热学性能。使用提拉法生长了Nd3+掺杂的CNGS晶体,直径为30 mm,等径部分长度为45 mm,并对其折射率、吸收光谱、发射光谱等光学性能进行了表征。使用880 nm泵浦光,沿b向获得了1065 nm的激光输出,泵浦功率为6.69 W时激光输出功率为1.88 W,转换效率为28.1%。
激光光学 晶体生长 提拉法 Ca3NbGa3Si2O14 钕离子 激光 
中国激光
2023, 50(22): 2201009
王佶 1,2赵昆 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190
2 松山湖材料实验室,广东 东莞 523808
高重复频率极紫外光源已被广泛应用于电子动力学研究,并且在阿秒谱学研究和显微成像中有广阔的应用前景。高重复频率极紫外光源正在朝更高重复频率、更高光子通量、更高光子能量和更短脉宽的方向发展。介绍了高重复频率极紫外光源的产生和调控,以及极紫外光源应用的分辨能力优化,并展望了高重复频率极紫外光源的未来发展趋势。
非线性光学 超快光学 高次谐波 极紫外光源 
中国激光
2024, 51(7): 0701002
向程江 1,2刘晓凤 2,3,*陶春先 1李大伟 2,3[ ... ]邵建达 2,3,4,5
作者单位
摘要
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薄膜实验室,上海 201800
3 中国科学院强上海光学精密机械研究所激光材料重点实验室,上海 201800
4 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心,北京 100049
5 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
时间分辨的泵浦探测技术是研究光学元件损伤动态过程的有力手段。基于增强电荷耦合器件(ICCD)的时间分辨泵浦探测技术,对比研究了1064 nm纳秒激光辐照下HfO2/SiO2增透膜膜面处于激光入射面(正向过程)和出射面(反向过程)两种情况下的动态损伤过程。在同一能量密度(52 J/cm2)激光辐照下,正向和反向过程都产生了无膜层剥落的小坑损伤以及伴随膜层剥落的小坑损伤,但反向过程产生的小坑的横向尺寸和深度都比正向的大。有限元分析结果表明正向和反向过程中增透膜内部的基底-膜层界面场强相似,但实际损伤形貌尺寸以及依据冲击波传播速度计算得到的爆炸能量都表明反向过程沉积的能量更大,可见等离子体形成后在后续激光脉冲辐照下的发展过程决定了两种情况下的损伤差异。增透膜损伤的时间分辨研究对其损伤机制分析以及实际应用具有重要意义。
薄膜 增透膜 激光诱导损伤 时间分辨 等离子体 冲击波 
中国激光
2024, 51(8): 0803101
程亚 1,2,*
作者单位
摘要
1 华东师范大学物理与电子科学学院,上海 200241
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800

近年来,薄膜铌酸锂光子集成技术发展极为迅速,其背后有着深刻的物理、材料、技术原因。单晶薄膜铌酸锂为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。面向未来的新一代高速光电器件与超大规模光子集成芯片应用,本文回顾了薄膜铌酸锂光子技术的起源及其近期的快速发展,讨论了若干薄膜铌酸锂光子结构的加工技术,并展示了一系列当前性能最优的薄膜铌酸锂光子集成器件与系统,包括超低损耗可调光波导延时线、超高速光调制器、高效率量子光源,以及高功率片上放大器与片上激光器。这些器件以其体积小、质量轻、功耗低、性能好的综合优势,将对整个光电子产业产生难以估量的影响。

光子集成 光波导 光调制器 微波光子学 光量子集成器件 薄膜 薄膜铌酸锂 
中国激光
2024, 51(1): 0119001
作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室,吉林 长春 130022
采用新型多环形腔结构优化垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光场分布,解决了大孔径器件严重的载流子聚集效应导致的输出功率低、光束质量差的问题。研究结果表明:新型结构VCSEL较孔径相同的传统结构器件呈现更低的阈值电流,特别是输出功率较传统结构提高了近56%,且远场呈高斯分布。研究工作为实现高光束质量大功率垂直腔面发射激光器提供了新的技术途径。
激光器 垂直腔面发射激光器 高功率 光场分布 光束质量 
中国激光
2024, 51(8): 0801001
俞航航 1,2张志韬 1,2玄洪文 1,3,*
作者单位
摘要
1 广东大湾区空天信息研究院,广东 广州 510700
2 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室,广东 广州 510700
3 中国科学院大学,北京 100049
深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB6O10(CLBO)晶体作为频率变换晶体,在基频光功率为34.2 W时,实现了平均功率为14 W、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为1.8 ns的266 nm深紫外激光输出,光-光转换效率达到41%。该深紫外光源具有效率高、结构紧凑的优点,验证了国产商用CLBO晶体的实用性,可进一步获得更稳定、更高功率的深紫外激光输出。
激光器 深紫外激光 全固态激光 CsLiB6O10晶体 高功率 
中国激光
2024, 51(7): 0701020
作者单位
摘要
1 广东大湾区空天信息研究院,广东 广州 510530
2 武汉国家光电研究中心,湖北 武汉 430074
3 中国科学院大学,北京 100049
4 俄罗斯研究中心库尔恰托夫研究所,俄罗斯莫斯科 125047
极紫外光源在半导体制造中的掩模检测、显微成像以及光谱计量等环节中有着重要的应用。激光诱导放电等离子体是产生极紫外光源的重要技术手段之一,搭建了一套二氧化碳激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置,对产生的极紫外光谱进行了收集探测,并结合辐射磁流体动力学模拟对极紫外的辐射特性进行了分析。实验对比了激光等离子体和放电等离子体的极紫外辐射特性的区别,发现放电电压对激光诱导放电等离子体极紫外光的带内辐射强度有着重要影响。模拟发现,当电压为15 kV时,极紫外辐射总能量达到65.0 mJ,转化效率达到0.23%,光谱纯度达到1.69%。
激光光学 激光诱导放电等离子体 极紫外光 辐射磁流体动力学 转化效率 
中国激光
2024, 51(7): 0701012

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