Entrez dans le concept du « laser hybride ArF excimer ». L'intégration d'un germe laser à semi-conducteurs de 193 nm à largeur de raie étroite à la place de l'oscillateur ArF permet d'obtenir une cohérence améliorée avec une largeur de raie étroite, permettant ainsi des performances améliorées en lithographie interférentielle à haut débit. Cette innovation améliore non seulement la précision des motifs, mais accélère également la vitesse de lithographie.

De plus, l'énergie photonique et la cohérence accrues du laser hybride ArF excimer facilitent le traitement direct de divers matériaux, notamment les composés carbonés et les solides, avec un impact thermique minimal. Cette polyvalence souligne son potentiel dans divers domaines, de la lithographie à l'usinage laser.

Pour optimiser l'amorçage d'un amplificateur ArF, la largeur de raie du laser d'amorçage de 193 nm doit être méticuleusement contrôlée, idéalement en dessous de 4 gigahertz (GHz). Cette spécification dicte la longueur de cohérence cruciale pour l'interférence, un critère facilement satisfait grâce aux technologies laser à semi-conducteurs.

Une avancée récente réalisée par des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences fait avancer ce domaine. Comme indiqué dans Advanced Photonics Nexus , ils ont réalisé un remarquable laser DUV à semi-conducteurs de 60 milliwatts (mW) à 193 nm avec une largeur de raie étroite en utilisant un processus sophistiqué de génération de fréquences de somme en deux étapes utilisant des cristaux LBO. Le processus implique des lasers de pompe à 258 et 1553 nm, dérivés respectivement d'un laser hybride Yb et d'un laser à fibre dopée Er. Cette configuration, aboutissant à un cristal en vrac Yb:YAG de 2 mm × 2 mm × 30 mm pour une mise à l'échelle de puissance, démontre des résultats impressionnants.

Le laser DUV généré, accompagné de son homologue de 221 nm, présente une puissance moyenne de 60 mW, une durée d'impulsion de 4,6 nanosecondes (ns) et un taux de répétition de 6 kilohertz (kHz), avec une largeur de raie d'environ 640 mégahertz ( MHz). Il s'agit notamment de la puissance de sortie la plus élevée pour les lasers de 193 et ​​221 nm générée par un cristal LBO, ainsi que de la largeur de raie la plus étroite rapportée pour un laser de 193 nm.

Il convient de noter en particulier l'efficacité de conversion exceptionnelle obtenue :27 % pour 221 à 193 nm et 3 % pour 258 à 193 nm, établissant de nouvelles références en termes de valeurs d'efficacité. Cette recherche souligne l'immense potentiel des cristaux LBO dans la génération de lasers DUV à des niveaux de puissance allant de centaines de milliwatts à watts, ouvrant ainsi la voie à l'exploration d'autres longueurs d'onde de laser DUV.

Selon le professeur Hongwen Xuan, auteur correspondant de l'ouvrage, la recherche rapportée démontre « la viabilité du pompage du LBO avec des lasers à semi-conducteurs pour une génération fiable et efficace de laser à largeur de raie étroite à 193 nm, et ouvre une nouvelle façon de fabriquer un système laser DUV économique et haute puissance utilisant LBO. "

Ces avancées repoussent non seulement les limites de la technologie laser DUV, mais sont également prometteuses pour révolutionner une myriade d'applications dans les domaines scientifiques et industriels.