近日，华中科技大学光电信息学院李波课题组在面向极紫外光刻光源的短脉冲CO₂激光高效放大领域取得重要进展。该团队的研究论文“Optimization of efficiency of short-pulsed fast flow CO₂ laser amplifier with dual-band and multispectral lines”在国际知名光学期刊《Optics Express》上发表。13.5nm极紫外光源是新一代极紫外光刻机的关键核心部件，基于高功率、高重频、短脉冲CO₂激光驱动的等离子体极紫外光源是目前唯一的商用方案，使用轴快流CO₂激光放大器作为主放大器的主振荡功率放大结构是其核心技术之一。然而短脉冲相对于振荡器和长脉冲来说，对于增益的提取效率大幅降低，因此需要采用更多级的放大器和注入更高的电能才能达到更高EUV光功率所需的CO₂激光功率，随之带来的是结构复杂庞大、耗电量高、热负荷大、运行成本高等缺点。团队使用双波段和多谱线技术，基于六温度模型和随机旋转弛豫模型，优化了短脉冲CO₂激光在轴快流CO₂激光放大器中的放大效率，成功证明了与单线10P（20）放大相比，10.6μm与9.6μm双波段双线15ns脉冲的提取效率提高了约70%，强于10.6μm单波段四线放大。此外，该研究不仅可以为短脉冲CO₂激光在轴快流CO₂激光放大器中的高效放大提供理论支撑，还可以优化放大器参数，以获得更高的放大输出能量。
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