透析自由电子激光器现状及其未来应用趋势

2013-05-17 11:16

　　FEL技术应用于工业的挑战在于缺乏工业经验和单位造价高。但是考虑到：1) 外事局的采购会发生变化，2) 重新建模：现在的模型假定每个光刻扫描或者步进工具都有专用的激光光源——而高价高功率FEL可以使得一个极紫外光源能够驱动多个工具，结果是商务模型也需要重新建立；并且目前而言，外事局仅从制造商(如ASML等)采购光刻工具(包括其光源)。基于FEL装置的极紫外光刻可能需要独立的极紫外光源合同。现在工业领域对FEL装置并非十分有兴趣，主要是因为以上原因。如果非FEL的极紫外光源没什么显著进步的话，这种情况在未来可能会发生改变。

　　3.3 FEL技术应用于光化学领域

　　波长可调谐的FEL激光器对于光化学过程是在合适不过的了。光化学技术的一个最大的优点是光化学反应链的条件通常比纯粹化学反应更温和，因此所需环境温度更低(如植物光合作用在环境温度中进化)；中间产物和有毒的副产物更少。光化学技术最大的问题在于其造价昂贵。二十年前，两种过程——两者都有着高量子产出(产出分子和吸收光子之比)——被定义为有希望使用FEL装置：通过移除不纯净物质制造纯净的化合物，是一种激光诱导的链式反应。工业光化学领域(包括激光化学)目前为止虽然还不是十分成熟，这种情况也有可能在不久的将来因为节能和环境保护而发生改变。

　　3.4 FEL技术应用于同位素分离

　　同位素分离是另一个很有应用潜力的领域。从技术上来看，此领域的FEL应用技术可归为一种光化学反应。不同的同位素有着略微不同的电子结构，FEL激光器可提供独特的手段来标记特定谐振转变，因此仅改变特定同位素的化学状态。通过FEL装置分离碳、硅、硼、钆、钼的同位素已见报导。同位素工程能够用做降低硅芯片中的热消耗，制造可调谐固体激光器，低噪声红外传感器以及其他更多的应用。然而最密集的工业同位素分离是用做核燃料的铀浓缩活动的。在铀浓缩激光同位素分离(LIS)领域的研究已经有成熟的结论。最近似乎在此领域又有了新的想法，尤其是西莱克斯过程需要16微米的红外光——此波长用高功率传统激光器很难获得(洛斯阿拉莫斯的RAFEL装置获得16微米激光也许并非偶然)。可以预见的是，随着不断增长的世界能源需求，核能工业会迅速发展(尽管发生了福岛核事故)。因此铀浓缩(包括LIS)也会有很大发展，FEL装置也会取得其地位。

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