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基于宽带高次谐波的掩模版缺陷检测（特邀）

光子学报 2024年第6期 99-107页

作者：李滢潇曾志男中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电子工程中心张江实验室

使用严格的时域有限差分法研究高次谐波光源的检测能力，探索不同波长光源的检测潜力。在综合考虑散射光效率和入射光光强的前提下，与光化波长检测相比，较长波长的光源如38 nm对直径小于10 nm的表面缺陷具有更好的检测能力。此外，38... 详细信息

使用严格的时域有限差分法研究高次谐波光源的检测能力，探索不同波长光源的检测潜力。在综合考虑散射光效率和入射光光强的前提下，与光化波长检测相比，较长波长的光源如38 nm对直径小于10 nm的表面缺陷具有更好的检测能力。此外，38 nm波长光源对极紫外掩模版具有较好的穿透能力，可用于相位缺陷的检测。特别是对于具有特定高度和宽度的缺陷，如高度为7～20 nm，宽度为20～80 nm的浅层缺陷，38 nm波长光源具有较为可观的检测能力。该研究可为掩模版缺陷检测装置检测能力的提升提供指导。

关键词：高次谐波极紫外光刻暗场成像缺陷检测有限时域差分法

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基于宽带高次谐波的掩模版缺陷检测

光子学报 2024年

作者：李滢潇曾志男中国科学院上海光学精密机械研究所强场光学国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电子工程中心张江实验室

关键词：高次谐波极紫外光刻暗场成像缺陷检测有限时域差分法

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基于宽带高次谐波的掩模版缺陷检测(特邀)

光子学报 2024年第6期53卷 92-100页

作者：李滢潇曾志男中国科学院上海光学精密机械研究所、强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049 张江实验室上海200120

使用严格的时域有限差分法研究高次谐波光源的检测能力,探索不同波长光源的检测潜力。在综合考虑散射光效率和入射光光强的前提下,与光化波长检测相比,较长波长的光源如38 nm对直径小于10 nm的表面缺陷具有更好的检测能力。此外,38 nm... 详细信息

使用严格的时域有限差分法研究高次谐波光源的检测能力,探索不同波长光源的检测潜力。在综合考虑散射光效率和入射光光强的前提下,与光化波长检测相比,较长波长的光源如38 nm对直径小于10 nm的表面缺陷具有更好的检测能力。此外,38 nm波长光源对极紫外掩模版具有较好的穿透能力,可用于相位缺陷的检测。特别是对于具有特定高度和宽度的缺陷,如高度为7~20 nm,宽度为20~80 nm的浅层缺陷,38 nm波长光源具有较为可观的检测能力。该研究可为掩模版缺陷检测装置检测能力的提升提供指导。

关键词：高次谐波极紫外光刻暗场成像缺陷检测有限时域差分法

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专题前言

中国激光 2024年第7期 9-10+2页

作者：李儒新张晓世曾志男胡明列中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院超强激光科学卓越创新中心上海科技大学中国科学院上海光学精密机械研究所学术委员会云南大学中国科学院大学张江实验室天津大学精仪学院

极紫外是现代科学技术研究和工业应用的重要光波段，其波长范围覆盖10～121 nm，光子能量范围覆盖10～124 eV。该光波段具有其他光波段没有的优秀特性：1）元素周期表上几乎所有元素对该波段的光都有很强吸收，大多数元素的K或者L壳层...

极紫外是现代科学技术研究和工业应用的重要光波段，其波长范围覆盖10～121 nm，光子能量范围覆盖10～124 eV。该光波段具有其他光波段没有的优秀特性：1）元素周期表上几乎所有元素对该波段的光都有很强吸收，大多数元素的K或者L壳层电子在这个波段也都有着较为显著的特征吸收边，是探测和分辨元素的最佳光波段，因此在原子物理、等离子体物理和生物化学中都有着重要的应用价值；2）纳米量级波长光是实现纳米结构3D成像的理想光波；3）光子能量可以覆盖晶体材料的多个布里渊区，因此可以更加全面地探测纳米材料和量子器件的能带结构和量子特性。但是该波段的光子能量大于原子的最低电离能，能发射这个波段光子的物质只能是等离子体或者自由电子，再加上任何物质对这个波段的光都有很强吸收，因此如何产生这个波段的光波一直以来都是科学家们面临的一个巨大挑战。20世纪50年代，大型同步辐射极紫外光源的出现和发展初步满足了各类科学应用的迫切需求。

关键词：

基于百太瓦级激光系统驱动的高能量13 nm波段高次谐波产生

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光学学报 2024年第2期44卷 221-228页

作者：高记星娄智远杨帆杨晓骏许毅冷雨欣郑颖辉曾志男李儒新中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049 张江实验室上海201210

利用百太瓦级激光系统在氖气(Ne)中得到基于高次谐波产生的极紫外脉冲。通过松聚焦结构在13 nm波段产生单级次单脉冲能量为13.5 nJ(13.1 nm波长)和11.1 nJ(13.5 nm波长)的高次谐波辐射,转换效率为3.6×10^(-7)和3.0×10^(-7),谐波发散... 详细信息

利用百太瓦级激光系统在氖气(Ne)中得到基于高次谐波产生的极紫外脉冲。通过松聚焦结构在13 nm波段产生单级次单脉冲能量为13.5 nJ(13.1 nm波长)和11.1 nJ(13.5 nm波长)的高次谐波辐射,转换效率为3.6×10^(-7)和3.0×10^(-7),谐波发散角的半高全宽为0.32 mrad和0.33 mrad。对含时薛定谔方程进行数值求解,得到单原子偶极发射谱,结合麦克斯韦方程组模拟传播效应,同时考虑气体对谐波的吸收效应,理论模拟得到的信号强度随气压和光强的变化趋势与实验结果基本符合。实现相位匹配的谐波光束质量很好,纵向空间分布为高斯型。结合相位匹配条件和空间分布的分析得到了目前激光参数下的最优相位匹配条件。这种基于高次谐波机制的高能量相干极紫外光源在作为自由电子激光的种子光源以及超快非线性实验和半导体工业检测等方面具有广阔的应用前景。

关键词：极紫外高次谐波相位匹配空间分布

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“阿秒光学”专题导读

光子学报 2024年第6期53卷 1-2页

作者：付玉喜兰鹏飞杨玮枫曾志男中国科学院西安光学精密机械研究所华中科技大学海南大学张江实验室

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·勒惠利尔(Anne L’Huillier),以表彰他们“为研究物质中的电子动力学,而产生阿秒激光的实验方法”方面所作出的贡献。这些科学家... 详细信息

2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·勒惠利尔(Anne L’Huillier),以表彰他们“为研究物质中的电子动力学,而产生阿秒激光的实验方法”方面所作出的贡献。这些科学家们做出的开拓性的工作,使超快科学及技术的发展迎来了阿秒时代。阿秒是目前人类掌握的最小时间分辨尺度。阿秒物理从时间范畴研究物质中的电子动力学特性,也就是从时间分辨率角度,把我们认识物质世界的视野提高了一大步。如今人们已经成功将阿秒技术应用于原子、分子、纳米体系甚至固体中超快电子运动的测量和调控研究,为诸多潜在应用开辟了崭新的道路。近几年,我国在阿秒光学等相关领域进展显著,相关研究也进入了国际先进水平。

关键词：诺贝尔物理学奖时间范畴费伦茨最小时间时间分辨率克劳斯电子动力学阿戈斯蒂

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超强超快激光物理与前沿应用

中国激光 2024年第11期51卷 48-79页

作者：吉亮亮王文涛田野姚金平郑颖辉王铁军王文鹏白亚林锦添孙海轶杜鹃张辉赵全忠刘鹏曾志男梁晓燕刘建胜沈百飞程亚冷雨欣李儒新徐至展中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室张江实验室国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院上海师范大学物理系华东师范大学物理与电子科学学院

超强超快激光的出现与迅速发展开辟了原子分子物理、强场物理、等离子体物理等学科的诸多前沿方向，促进了物质科学、生命科学和信息能源等领域的创新发展。以超强超快激光的强度为尺标，首先介绍强激光驱动的非线性原子分子物理，其次... 详细信息

超强超快激光的出现与迅速发展开辟了原子分子物理、强场物理、等离子体物理等学科的诸多前沿方向，促进了物质科学、生命科学和信息能源等领域的创新发展。以超强超快激光的强度为尺标，首先介绍强激光驱动的非线性原子分子物理，其次是更高光强下的超强激光与相对论等离子体物理，最后概述强场超快的交叉前沿应用。在每个领域的学科发展背景下，重点概述中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室长期深耕超强超快激光物理与前沿应用取得的系列进展与成果，主要包括小型化粒子加速与辐射、极端强场效应、高次谐波与阿秒物理、空气成丝与空气激光、超快激光加工、微纳激光技术等。

关键词：超快光学超强超快激光高次谐波阿秒脉冲激光粒子加速激光驱动次级辐射源强场量子电动力学飞秒激光微纳加工空气成丝

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多波长高次谐波波面重建中样品吸收的影响

中国激光 2023年第23期50卷 161-168页

作者：梅波曾志男中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 张江实验室上海200120

高次谐波自身特性的表征是其在超快时间测量中应用的前提,但是由于其所处波段和宽带光源的特性,使得其三维时空相位的完整测量一直是高次谐波表征的难题。多波长高次谐波的相干合成可以获得阿秒脉冲,但是目前阿秒脉冲的相位测量也只能... 详细信息

高次谐波自身特性的表征是其在超快时间测量中应用的前提,但是由于其所处波段和宽带光源的特性,使得其三维时空相位的完整测量一直是高次谐波表征的难题。多波长高次谐波的相干合成可以获得阿秒脉冲,但是目前阿秒脉冲的相位测量也只能获得一维时域信息。针对以上问题,提出了一种改进的混态叠层衍射成像方案来解决高次谐波的空域测量,成功实现由多个极紫外(EUV)波长构成的高次谐波梳的空域复振幅重建,并研究了样品吸收对空域复振幅重建过程的影响。研究发现,对于多波长高次谐波重建速度和质量,存在最优的样品衍射图案对比度。

关键词：测量高次谐波叠层衍射成像相位恢复多波长

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太赫兹场调制准相位匹配高次谐波产生

中国激光 2020年第6期47卷 314-320页

作者：张轶曾志男中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

在高次谐波产生过程中,相位匹配是提高其产生效率的必备技术。传统相位匹配技术在各向同性的气体介质中无法实现,而准相位匹配技术作为一种可行的替代方案,可以突破高次谐波产生过程中相干长度的限制,实现谐波强度随传播距离持续增加。... 详细信息

在高次谐波产生过程中,相位匹配是提高其产生效率的必备技术。传统相位匹配技术在各向同性的气体介质中无法实现,而准相位匹配技术作为一种可行的替代方案,可以突破高次谐波产生过程中相干长度的限制,实现谐波强度随传播距离持续增加。采用准连续的逆向传播太赫兹光场调制高次谐波的产生过程,以实现准相位匹配;通过模拟计算探讨了谐波光谱与调制场参数之间的关系,结果发现获得准相位匹配的光子能量与太赫兹调制场波长成反比,与调制场场强、泵浦激光场强的比值成正比。

关键词：非线性光学高次谐波准相位匹配太赫兹超快光学