德国开发出紧凑型EUV激光模块：平均功率10毫瓦，成本效益更高

2023-03-28 11:55

近日，德国弗里德里希·席勒大学的研究人员开发出了一种紧凑的极紫外（EUV）激光模块。这种模块可以用来产生特殊的EUV光，它不仅打破了以往EUV光实验只能在昂贵的大型研究设施中进行的限制，还带来了更高的成本效益。

德国耶拿科学家Robert Klas是这种紧凑型EUV激光模块的开发者，其方法能够在实验室工作台大小的设施中产生EUV光。也正是凭借这一成果，Robert Klas获授雨果·盖革奖（Hugo Geiger Award）。

Robert Klas的博士论文基于德国弗里德里希·席勒大学（耶拿）、亥姆霍兹研究所（耶拿）和德国弗朗恩霍夫（Fraunhofer）应用光学与精密工程研究所（IAF）之间的合作，并提供了迄今为止实验室规模上最强大的类激光EUV源，平均功率达到了10毫瓦（mW）。

Robert Klas使用了高功率超短脉冲光纤激光器。通过使用高谐波生成，这些激光短脉冲被转换成EUV光。他将高功率激光聚焦在惰性气体中，在此过程中，电子在100阿秒内急剧加速。

德国开发出紧凑型EUV激光模块：平均功率10兆瓦，成本效益更高

（图片来源：Fraunhofer IOF）

这一过程遇到的主要挑战是相干地叠加释放的辐射——控制它，使其在EUV光谱中的所谓波峰叠加起来，并在最后“捆绑”成一束激光束。通过正确选择激光参数和气体密度，Robert Klas成功地、高效地产生了具有类激光参数的EUV辐射。

目前，Robert Klas已经在实验室场景中测试了他的新型EUV源的第一个潜在应用——无镜头显微镜，特别是几纳米范围内的成像。他表示：“通过13．5纳米的曝光波长，我们已经实现了18纳米的分辨率。相比之下，传统的光学显微镜通常只能实现略低于500纳米的分辨率。”在一项实验中，研究人员们实现了所谓的100 x 100微米的视场——这相当于可以在图像中覆盖一个足球场的大小，并在其中找到一枚硬币。

未来，这一研究成果还有望推动芯片的能量和存储效率，以及生物学、医学等许多关键领域的发展。比如，使用这种方法对直径约为2纳米的DNA进行成像，以及用显微镜生成正在研究的样品的彩色图像以观察细胞内部。