準(zhǔn)分子激光器及離子激光器在FBG刻寫方向上的應(yīng)用
在FBG以及其他布拉格光柵刻寫領(lǐng)域，先鋒科技可提供深紫外準(zhǔn)分子激光器、深紫外連續(xù)激光器、深紫外準(zhǔn)連續(xù)脈沖激光器以及超快直寫平臺(tái)。無論是掩膜干涉刻寫、全息刻寫、深紫外直寫、超快直寫，先鋒科技都可為您提供性能優(yōu)越穩(wěn)定、使用成本優(yōu)化的激光器。
一、ATL ATLEX-FBG 準(zhǔn)分子激光器
ATLEX-FBG為德國(guó)ATL公司專門為FBG光柵刻寫而優(yōu)化的準(zhǔn)分子激光器。分布均勻的光斑、良好的相干性、主動(dòng)穩(wěn)定性控制，保證了掩膜干涉刻寫的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；同時(shí)，針對(duì)準(zhǔn)分子激光器的結(jié)構(gòu)和特性，ATLEX-FBG在設(shè)計(jì)制造時(shí)采用系列獨(dú)特的技術(shù)，以使減少維護(hù)、便利維護(hù)、減少消耗、降低成本、增加產(chǎn)率。
· 矩形平頂分布光斑，相對(duì)于高斯光斑更符合加工需求
· >300微米空間相干，強(qiáng)度、干涉掩膜均宜
· 全金屬陶瓷腔體，金屬密封，長(zhǎng)壽命
· 軟暈預(yù)電離，固態(tài)脈沖高壓發(fā)生器，確保脈沖穩(wěn)定性
· 內(nèi)置靜電粉塵吸附，降低污染，延長(zhǎng)窗片壽命
· 2L容量氣室，減少消耗；千萬發(fā)長(zhǎng)氣體壽命
· 模塊式設(shè)計(jì)，集成真空泵和鹵素濾清器
· 全風(fēng)冷設(shè)計(jì)，主動(dòng)熱管理，無需水冷
· 內(nèi)置能量穩(wěn)定主動(dòng)控制
· 快卸式鏡架設(shè)計(jì)，更換鏡片之后無需調(diào)節(jié)
· 緊湊體積，豐富軟件控制接口
二、LEXEL 85/ 95 系列離子激光器及Quantum 8/9 DUV激光器
在紫外/深紫外全息、干涉光刻領(lǐng)域，連續(xù)輸出離子激光器以其高光束品質(zhì)、長(zhǎng)相干長(zhǎng)度、豐富波長(zhǎng)輸出，仍舊是良好選擇。四十年來LEXEL一直專注于高功率離子激光器，部分激光管的運(yùn)行時(shí)間超過兩萬小時(shí)仍在正常工作；其高效能陶瓷氣體管、固太銦鋼腔體確保了激光器的壽命和穩(wěn)定性，一直被模仿，從未被超越。85/95 氬離子激光器系列提供351nm - 528nm，最高7W輸出；氪離子激光器提供476nm - 799nm輸出。激光器可多線同時(shí)運(yùn)行，或可調(diào)諧的單線運(yùn)行。
Quantum 8/9 倍頻器采用腔式倍頻，可輸出高達(dá)200mW的深紫外激光，非常適合全息光刻應(yīng)用。新一代基于ARM的控制器提供可視化的遠(yuǎn)程操作，并可快速切換倍頻輸出與基頻輸出。
三、Xiton 深紫外固體脈沖激光器
隨著固體激光技術(shù)的發(fā)展，采用固體激光器非線性高次諧波輸出的深紫外激光器逐漸進(jìn)入深紫外加工應(yīng)用領(lǐng)域。固體激光器壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、免維護(hù)、無耗材，體積緊湊、能耗低，在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用均具備優(yōu)勢(shì)。
Xiton專業(yè)生產(chǎn)納秒脈沖、高重頻、準(zhǔn)連續(xù)、窄線寬激光器，尤為特色的是提供193、213、224、266、355nm等多個(gè)波長(zhǎng)深紫外、紫外輸出，具備優(yōu)秀的光束質(zhì)量、長(zhǎng)相干長(zhǎng)度，平均功率可達(dá)數(shù)百毫瓦，在部分場(chǎng)景可替代氣體激光器作為FBG刻寫光源；同時(shí)，納秒脈沖所具備的高峰值功率，以及TEM00光束模式所帶來的高聚焦功率密度，使得這系列激光器也可用于FBG的紫外直寫。
Xiton適合FBG刻寫以及其它布拉格光柵刻寫的深紫外/紫外激光器主要有iXION系列、SLM系列、Excite系列、Impress系列等。
IMPRESS213 FBG刻寫實(shí)例：
四、超快激光FBG直寫平臺(tái)
超快激光在透明材料內(nèi)直接刻寫微納結(jié)構(gòu)是近年發(fā)展起來的熱門應(yīng)用。針對(duì)于FBG，超快直寫可以穿透光纖覆層直接在纖芯構(gòu)建折射率結(jié)構(gòu)，無需破壞覆層，無需載氫，刻寫的FBG具備耐高溫高濕及長(zhǎng)壽命的特征，而且可以隨意制訂調(diào)制深度、結(jié)構(gòu)尺寸、光柵周期及其變化。同時(shí)，更可以靈活的刻寫平面波導(dǎo)光柵、二維光柵、體光柵等立體結(jié)構(gòu)，具備非常廣闊的應(yīng)用潛力。
SpeaRay Bragg為專為FBG超快直寫設(shè)計(jì)的超快微加工系統(tǒng)，配置高穩(wěn)定花崗巖龍門架結(jié)構(gòu)、高精度大行程平移臺(tái)，實(shí)時(shí)成像監(jiān)控光路，可實(shí)現(xiàn)石英玻璃內(nèi)高達(dá)0.45的折射率變化以及150nm尺度以下的低散射布拉格點(diǎn)刻寫，可用于FBG刻寫、波導(dǎo)光柵刻寫、VBG刻寫、啁啾FBG直寫等加工。
應(yīng)用示例
一、ATL ATLEX-FBG 準(zhǔn)分子激光器
ATLEX-FBG為德國(guó)ATL公司專門為FBG光柵刻寫而優(yōu)化的準(zhǔn)分子激光器。分布均勻的光斑、良好的相干性、主動(dòng)穩(wěn)定性控制，保證了掩膜干涉刻寫的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；同時(shí)，針對(duì)準(zhǔn)分子激光器的結(jié)構(gòu)和特性，ATLEX-FBG在設(shè)計(jì)制造時(shí)采用系列獨(dú)特的技術(shù)，以使減少維護(hù)、便利維護(hù)、減少消耗、降低成本、增加產(chǎn)率。
· 矩形平頂分布光斑，相對(duì)于高斯光斑更符合加工需求
· >300微米空間相干，強(qiáng)度、干涉掩膜均宜
· 全金屬陶瓷腔體，金屬密封，長(zhǎng)壽命
· 軟暈預(yù)電離，固態(tài)脈沖高壓發(fā)生器，確保脈沖穩(wěn)定性
· 內(nèi)置靜電粉塵吸附，降低污染，延長(zhǎng)窗片壽命
· 2L容量氣室，減少消耗；千萬發(fā)長(zhǎng)氣體壽命
· 模塊式設(shè)計(jì)，集成真空泵和鹵素濾清器
· 全風(fēng)冷設(shè)計(jì)，主動(dòng)熱管理，無需水冷
· 內(nèi)置能量穩(wěn)定主動(dòng)控制
· 快卸式鏡架設(shè)計(jì)，更換鏡片之后無需調(diào)節(jié)
· 緊湊體積，豐富軟件控制接口
| 增益介質(zhì) | ArF | KrF | ||
| 波長(zhǎng)(nm) | 193 | 248 | ||
| 高壓開關(guān)技術(shù) | 固態(tài)開關(guān) | |||
| 最高脈沖能量(mJ) | 10 | 15 | ||
| 最高平均功率(W) | 2.4 | 4.0 | 4 | 6 |
| 最高重頻(Hz) | 300 | 500 | 300 | 500 |
| 空間相干性（微米） | >300 | |||
| 脈沖寬度(ns) | 5 - 8 | |||
| 光束尺寸(mm) | 4×6 | |||
| 光束發(fā)散角(mrad) | 1×2 | |||
| 能量穩(wěn)定性(rms) | 3% | |||
| 外形尺寸(mm, L×W×H) | 630×400×300 | |||
Quantum 8/9 倍頻器采用腔式倍頻，可輸出高達(dá)200mW的深紫外激光，非常適合全息光刻應(yīng)用。新一代基于ARM的控制器提供可視化的遠(yuǎn)程操作，并可快速切換倍頻輸出與基頻輸出。
| LEXEL 95-SHG 主要波長(zhǎng)輸出功率 | ||||
| 基頻波長(zhǎng) | 基頻輸出功率, mW | 倍頻輸出波長(zhǎng) | 倍頻輸出功率, mW | |
| 514.5 nm | 2400 | 257 nm | 200 | |
| 488.0 nm | 1800 | 244 nm | 100 | |
| 457.9 nm | 420 | 229 nm | 10 | |
| 351-363.8nm | 100 | |||
| 351.1nm | 50 | |||
| LEXEL 95-SHG系列光光束參數(shù) | ||||
| 基頻514nm | 倍頻257nm | |||
| 光斑模式 | TEM00 | TEM00 | ||
| 光斑大小 | ≤ 1.5 mm | .6 x .7 mm | ||
| 發(fā)散角度 (全角) | ≤ 0.6 mrad | .7 x 1.3 mrad | ||
| 偏振 | Horizontal | Vertical | ||
| 功率穩(wěn)定性 | ±0.2% | ±1 % | ||
隨著固體激光技術(shù)的發(fā)展，采用固體激光器非線性高次諧波輸出的深紫外激光器逐漸進(jìn)入深紫外加工應(yīng)用領(lǐng)域。固體激光器壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、免維護(hù)、無耗材，體積緊湊、能耗低，在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用均具備優(yōu)勢(shì)。
Xiton專業(yè)生產(chǎn)納秒脈沖、高重頻、準(zhǔn)連續(xù)、窄線寬激光器，尤為特色的是提供193、213、224、266、355nm等多個(gè)波長(zhǎng)深紫外、紫外輸出，具備優(yōu)秀的光束質(zhì)量、長(zhǎng)相干長(zhǎng)度，平均功率可達(dá)數(shù)百毫瓦，在部分場(chǎng)景可替代氣體激光器作為FBG刻寫光源；同時(shí)，納秒脈沖所具備的高峰值功率，以及TEM00光束模式所帶來的高聚焦功率密度，使得這系列激光器也可用于FBG的紫外直寫。
Xiton適合FBG刻寫以及其它布拉格光柵刻寫的深紫外/紫外激光器主要有iXION系列、SLM系列、Excite系列、Impress系列等。
| 型號(hào) | IXION 193 SLM | SLM 213 | SLM 266 | SLM 355 | EXCITE 266 | EXCITE 355 | IMPRESS 213 | IMPRESS 224 |
| 波長(zhǎng)(nm) | 193 | 213 | 266 | 355 | 266 | 355 | 213 | 244 |
| 平均功率(mW) | 10 | >100 | 500 | 2000 | 150 | 400 | 150 | 300 |
| 脈沖寬度(ns) | 8 - 12 | 6 - 8 | 8 - 10 | 10-12 | 10-15 | 14-18 | 6 - 8 | 9 |
| 單脈沖能量 (uJ) | 1.6 | 10 | 50 | 200 | 7.5 | 20 | 15 | 30 |
| 重復(fù)頻率 (kH) | 1-15 | 1-15 | 1-20 | 1-15 | 1-30 | 1-30 | 1-30 | 0.1-30 |
| M2 | <1.6 | <1.6 | <1.7 | <1.5 | <1.7 | <1.3 | <1.6 | <1.6 |
| 線寬 (MHz) | 80 | 80 | 80 | <60 | <60 | <50 | ||
| 相干長(zhǎng)度 m | >2 | >1.5 | >1.8 | >2.5 | >2.5 | >3.0 |
四、超快激光FBG直寫平臺(tái)
超快激光在透明材料內(nèi)直接刻寫微納結(jié)構(gòu)是近年發(fā)展起來的熱門應(yīng)用。針對(duì)于FBG，超快直寫可以穿透光纖覆層直接在纖芯構(gòu)建折射率結(jié)構(gòu)，無需破壞覆層，無需載氫，刻寫的FBG具備耐高溫高濕及長(zhǎng)壽命的特征，而且可以隨意制訂調(diào)制深度、結(jié)構(gòu)尺寸、光柵周期及其變化。同時(shí)，更可以靈活的刻寫平面波導(dǎo)光柵、二維光柵、體光柵等立體結(jié)構(gòu)，具備非常廣闊的應(yīng)用潛力。
SpeaRay Bragg為專為FBG超快直寫設(shè)計(jì)的超快微加工系統(tǒng)，配置高穩(wěn)定花崗巖龍門架結(jié)構(gòu)、高精度大行程平移臺(tái)，實(shí)時(shí)成像監(jiān)控光路，可實(shí)現(xiàn)石英玻璃內(nèi)高達(dá)0.45的折射率變化以及150nm尺度以下的低散射布拉格點(diǎn)刻寫，可用于FBG刻寫、波導(dǎo)光柵刻寫、VBG刻寫、啁啾FBG直寫等加工。
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