中國科學院近期在激光科技領域取得了引人注目的進展，成功研制出一款新型的固態深紫外（DUV）激光源。這款激光源能夠產生與當前主流DUV曝光技術相匹配的193納米波長相干光，為半導體工藝向3納米節點的推進提供了關鍵支撐。
目前，市場上主流的DUV光刻機，例如ASML、佳能和尼康等品牌，主要依賴于氟化氙（ArF）準分子激光技術。這種技術通過特定氣體混合物在高壓電場中的激發，釋放出193納米波長的光子，并以高能量短脈沖的形式發射，再經過復雜的光學系統調整應用于光刻設備。
相比之下，中科院此次研發的固態DUV激光技術采用了全新的設計思路。該技術首先利用自制的Yb:YAG晶體放大器生成1030納米的激光，然后將其引導至兩條不同的光學路徑進行波長轉換。其中一條路徑通過四次諧波轉換技術，將激光波長縮短至258納米；另一條路徑則利用光學參數放大技術，將激光波長轉換為1553納米。最終，這兩束激光在串級硼酸鋰（LBO）晶體中相遇并混合，成功產生了193納米波長的激光光束。
經過精密測量，這款固態DUV激光源的性能表現出色。其平均功率達到了70毫瓦，頻率為6千赫茲，線寬低于880兆赫茲，半峰全寬更是小于0.11皮米（即千分之一納米）。這些參數表明，該激光源的光譜純度與現有的商用準分子激光系統相當，完全能夠滿足高端半導體制造的需求。
除了光譜純度方面的優勢，這款固態DUV激光源還在降低光刻系統復雜度、減小體積、減少稀有氣體依賴以及降低能耗等方面展現出了巨大潛力。然而，盡管其頻率已經達到了現有技術的約三分之二水平，但輸出功率仍有待進一步提升，才能達到實際應用的標準。因此，中科院將繼續對這項技術進行深入研究和優化，以期早日實現其商業化應用。
值得注意的是，這一研究成果已經在國際光電工程學會（SPIE）的官方平臺上公布，并引起了業界的廣泛關注和熱議。固態DUV激光技術的這一突破性進展，無疑為半導體產業的未來發展注入了新的活力和希望。
