清華團隊實驗演示穩(wěn)態(tài)微聚束成功, 有望為EUV光刻光源提供新技術路線

據悉，清華大學工程物理系教授唐傳祥研究組，與來自亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）以及德國聯邦物理技術研究院（PTB）的合作團隊，使用粒子加速器作為光子源，使相關領域的科學和技術取得了進展。

就在今天，他們的研究成果以“Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching”為題，發(fā)表在《自然》（Nature）上。論文中表示，目前，上述這類光源的主力是基于存儲環(huán)的同步輻射裝置，和基于線性加速器的自由電子激光器。

實驗展示了如何結合現有兩類主要加速器光源——同步輻射光源及自由電子激光——的特性。同步輻射設備發(fā)射的光子具有高重復率，但由于它們的時間不相干性，功率相對較低。自由電子激光器產生的輻射具有很高的峰值亮度，但其重復頻率受到驅動源的限制。

穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）機制被提出用于產生從太赫茲尺度到極紫外尺度的高重復、高功率輻射。這是通過利用微聚束使多粒子相干增強電子存儲環(huán)內輻射在穩(wěn)態(tài)逐輪的基礎上實現的。揭示穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）作為未來光子源的潛力的關鍵一步，是在真實機器上演示其機制。

在他們的實驗中，清華大學的科學家們報告了一個穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）機制的實驗演示。研究表明，電子束存儲在準等時環(huán)中，在1064納米波長的激光誘導能量調制后，可以產生亞微米的微聚束和相干輻射。這一結果證實了電子的光學相位可以在亞激光波長的精度下依次相關。

在此基礎上，他們期望通過應用鎖相激光器與電子輪流相互作用來實現穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）。該演示代表了實現基于穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）的高重復、高功率光子源的里程碑。

基于SSMB原理，能獲得高功率、高重頻、窄帶寬的相干輻射，波長可覆蓋從太赫茲到極紫外（EUV）波段，有望為光子科學研究提供廣闊的新機遇。

《自然》評閱人也對該研究高度評價稱，該研究“必將引起粒子加速器和同步輻射領域的興趣”。

基于穩(wěn)態(tài)微聚束（SSMB）的EUV光源，有望解決自主研發(fā)光刻機中最核心的“卡脖子”難題，并提供一條新技術路線。論文一經刊發(fā)，立即引起了國內外學術界及產業(yè)界的高度關注。

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