深紫外固态激光源的装备
中国科学家利用独创、独有的深紫外技术和深紫外激光非线性光学晶体,已成功研制出深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光发射电子显微镜等8台深紫外固态激光源前沿装备,均为当今世界所独有的科研利器,居深紫外领域国际领先地位。 总投资1.8亿元人民币的深紫外固态激光源前沿装备研制项目,2008年启动实施以来进展顺利,现已研制成功的8台前沿装备还包括深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪等国际领先水平的仪器设备,另外1台光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪研制工作也已基本完成,正在调试之中,多台仪器设备已初步用于前沿科学研究,并表现出优异的性能。 中科院整合麾下理化技术研究所、物理研究所、大连化学物理研究所、半导体研究所科研资源,在财政部专项资金支持下,设立深紫外固态激光源前沿装备研制项目,设计出从“材料-器件-装备-科学研究”完整研发体系。在成功研制8台重大仪器设备的同时,还搭建有深紫外非线性晶体和器件研制平台、深紫外固态激光器研发平台和深紫外应用仪器开发平台,核心器件深紫外晶体及器件已实现小批量生产,为仪器设备后续发展尤其是产业化工作奠定了基础。 深紫外固态激光技术突破是中国新型科学仪器研发的难得机遇。中科院在前期工作基础上,正组织专家进一步调研,一方面,将研制成功的8台仪器设备中技术成熟、具有市场潜力的发展为商品化仪器设备,推动中国高端科学仪器产业化;另一方面,进一步整合人才、技术力量,继续研发新型深紫外科学仪器和设备。
8台深紫外固态激光源装备有什么用
陈创天:这一光源已经发现了很多重要的应用,并已经有了成功的范例。
1) 真空紫外激光超高能量分辨率光电子能谱仪:借助这台激光光电子能谱仪的超高分辨率,我们能够更仔细地了解固体的特性,这将大大促进人们对固体材料中各种奇异电子特性的了解。
2)推动193nm光刻技术的发展:193nm光刻技术是目前大规模集成电路制造业中的主流技术,在这一技术中,要求有两种光源:一种是照明光源,一种是高精度母版制作所需的相干光源。目前由于没有适合的全固态激光光源,因此多数使用电子束光刻技术,但效率低,成本高。如果能够获得100mW的193nm的全固态窄带宽相干光源,将有可能取代电子束用于集成电路母版制作。
3)化学动力学研究:深紫外全固态激光源由于每个光子能量高,线宽窄,从而将在分子的激发光分解、自由基反应,超激发态分子等方面开拓新的研究领域。这一光源比现有的同步辐射、原子灯深紫外光源在能量分辨率、光子流密度、偏振特性等方面有很大的优越性。
4)光电子发射显微镜:使用177.3nm的激光源,通过激发固态表面电子并使用磁场对电子路径的控制,并通过光电倍增管成像,将大大提高表面成像的分辨率和对各种图像的物理、化学内涵解释。
以上只是目前能够预见的几个重要应用实例,我们相信,随着全固态深紫外激光光源的发展和技术的成熟,将会有越来越多的应用被发现,从而使这一光源在科学研究和高技术领域发挥越来越大的作用。