深紫外固体脉冲激光器在FBG刻写方向上的应用介绍
时间：2020-04-10 阅读：2825
在FBG以及其他布拉格光栅刻写领域，先锋科技可提供深紫外准分子激光器、深紫外连续激光器、深紫外准连续脉冲激光器以及超快直写平台。无论是掩膜干涉刻写、全息刻写、深紫外直写、超快直写，先锋科技都可为您提供性能*稳定、使用成本优化的激光器。
一、ATL ATLEX-FBG 准分子激光器
ATLEX-FBG为德国ATL公司专门为FBG光栅刻写而优化的准分子激光器。分布均匀的光斑、良好的相干性、主动稳定性控制，保证了掩膜干涉刻写的准确性和稳定性；同时，针对准分子激光器的结构和特性，ATLEX-FBG在设计制造时采用系列*的技术，以使减少维护、便利维护、减少消耗、降低成本、增加产率。
· 矩形平顶分布光斑，相对于高斯光斑更符合加工需求
· >300微米空间相干，强度、干涉掩膜均宜
· 全金属陶瓷腔体，金属密封，长寿命
· 软晕预电离，固态脉冲高压发生器，确保脉冲稳定性
· 内置静电粉尘吸附，降低污染，延长窗片寿命
· 2L容量气室，减少消耗；千万发长气体寿命
· 模块式设计，集成真空泵和卤素滤清器
· 全风冷设计，主动热管理，无需水冷
· 内置能量稳定主动控制
· 快卸式镜架设计，更换镜片之后无需调节
· 紧凑体积，丰富软件控制接口
| *高平均功率(W) | 2.4 | 4.0 | 4 | 6 |
| *高重频(Hz) | 300 | 500 | 300 | 500 |
| 空间相干性（微米） | >300 | |||
| 脉冲宽度(ns) | 5 - 8 | |||
| 光束尺寸(mm) | 4×6 | |||
| 光束发散角(mrad) | 1×2 | |||
| 能量稳定性(rms) | 3% | |||
| 外形尺寸(mm, L×W×H) | 630×400×300 | |||
二、LEXEL 85/ 95 系列离子激光器及Quantum 8/9 DUV激光器
在紫外/深紫外全息、干涉光刻领域，连续输出离子激光器以其高光束品质、长相干长度、丰富波长输出，仍旧是良好选择。四十年来LEXEL一直专注于高功率离子激光器，部分激光管的运行时间超过两万小时仍在正常工作；其高效能陶瓷气体管、固太铟钢腔体确保了激光器的寿命和稳定性，一直被模仿，*。85/95 氩离子激光器系列提供351nm - 528nm，*高7W输出；氪离子激光器提供476nm - 799nm输出。激光器可多线同时运行，或可调谐的单线运行。
Quantum 8/9 倍频器采用腔式倍频，可输出高达200mW的深紫外激光，非常适合全息光刻应用。新一代基于ARM的控制器提供可视化的远程操作，并可快速切换倍频输出与基频输出。
| LEXEL 95-SHG 主要波长输出功率 | ||||
| 基频波长 | 基频输出功率, mW | 倍频输出波长 | 倍频输出功率, 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系列光光束参数 | ||||
| 基频514nm | 倍频257nm | |||
| 光斑模式 | TEM00 | TEM00 | ||
| 光斑大小 | ≤ 1.5 mm | .6 x .7 mm | ||
| 发散角度 (全角) | ≤ 0.6 mrad | .7 x 1.3 mrad | ||
| 偏振 | Horizontal | Vertical | ||
| 功率稳定性 | ±0.2% | ±1 % | ||
三、Xiton 深紫外固体脉冲激光器
随着固体激光技术的发展，采用固体激光器非线性高次谐波输出的深紫外激光器逐渐进入深紫外加工应用领域。固体激光器寿命长、稳定性好、免维护、无耗材，体积紧凑、能耗低，在工业和实验室应用均具备优势。
Xiton专业生产纳秒脉冲、高重频、准连续、窄线宽激光器，尤为特色的是提供193、213、224、266、355nm等多个波长深紫外、紫外输出，具备光束质量、长相干长度，平均功率可达数百毫瓦，在部分场景可替代气体激光器作为FBG刻写光源；同时，纳秒脉冲所具备的高峰值功率，以及TEM00光束模式所带来的高聚焦功率密度，使得这系列激光器也可用于FBG的紫外直写。
Xiton适合FBG刻写以及其它布拉格光栅刻写的深紫外/紫外激光器主要有iXION系列、SLM系列、Excite系列、Impress系列等。
| 型号 | IXION 193 SLM | SLM 213 | SLM 266 | SLM 355 | EXCITE 266 | EXCITE 355 | IMPRESS 213 | IMPRESS 224 |
| 波长(nm) | 193 | 213 | 266 | 355 | 266 | 355 | 213 | 244 |
| 平均功率(mW) | 10 | >100 | 500 | 2000 | 150 | 400 | 150 | 300 |
| 脉冲宽度(ns) | 8 - 12 | 6 - 8 | 8 - 10 | 10-12 | 10-15 | 14-18 | 6 - 8 | 9 |
| 单脉冲能量 (uJ) | 1.6 | 10 | 50 | 200 | 7.5 | 20 | 15 | 30 |
| 重复频率 (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 |
| 线宽 (MHz) | 80 | 80 | 80 | <60 | <60 | <50 | ||
| 相干长度 m | >2 | >1.5 | >1.8 | >2.5 | >2.5 | >3.0 |
IMPRESS213 FBG刻写实例：
四、超快激光FBG直写平台
超快激光在透明材料内直接刻写微纳结构是近年发展起来的热门应用。针对于FBG，超快直写可以穿透光纤覆层直接在纤芯构建折射率结构，无需破坏覆层，无需载氢，刻写的FBG具备耐高温高湿及长寿命的特征，而且可以随意制订调制深度、结构尺寸、光栅周期及其变化。同时，更可以灵活的刻写平面波导光栅、二维光栅、体光栅等立体结构，具备非常广阔的应用潜力。
SpeaRay Bragg为专为FBG超快直写设计的超快微加工系统，配置高稳定花岗岩龙门架结构、高精度大行程平移台，实时成像监控光路，可实现石英玻璃内高达0.45的折射率变化以及150nm尺度以下的低散射布拉格点刻写，可用于FBG刻写、波导光栅刻写、VBG刻写、啁啾FBG直写等加工。
应用示例