中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在深紫外波段高精度偏振測量方面取得進(jìn)展。研究人員報道了一種193nm波長下退偏器的性能測量技術(shù)，通過布儒斯特楔板實(shí)現(xiàn)了193nm波長寬光束的高消光比、大分離角起偏，通過預(yù)起偏和分光設(shè)計(jì)克服了測量光源的波動影響，基于先驗(yàn)的物理定律充分運(yùn)用所有測量數(shù)據(jù)顯著提升了測量精度。相關(guān)研究成果以"Performance measurement technique for 193-nm depolarizer"為題發(fā)表在Optics & Laser Technology上。 C=qL0  
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偏振控制是193nm浸沒式光刻的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在眾多偏振控制元件中，退偏器是一個重要元件。而現(xiàn)有的193nm退偏器的性能測量方法通常是基于光刻機(jī)系統(tǒng)的在線測量，由于光刻機(jī)所使用的退偏器具有大光束尺寸、小偏振度的特點(diǎn)，離線測量尤為困難，主要原因有以下幾點(diǎn)：該波段下可用的雙折射材料寥寥無幾致使起偏器在分離角和消光比兩項(xiàng)性能上都很難滿足測量要求；測量使用的準(zhǔn)分子光源有較為顯著的光強(qiáng)波動；紫外能量計(jì)的精度遠(yuǎn)未達(dá)到測量要求。 iw%""q(`  
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針對上述難點(diǎn)，研究人員逐個突破，并最終實(shí)現(xiàn)了對193nm退偏器的高精度性能測量。研究人員繞過了傳統(tǒng)的利用材料雙折射來起偏的原理，利用布儒斯特定律，使用熔石英楔板實(shí)現(xiàn)了對193nm波長寬光束的高消光比、大分離角起偏。這一方案不依賴材料的透過率和雙折射率，并在±0.5°的入射角度誤差范圍內(nèi)可以達(dá)到5000:1以上的高消光比；由于布儒斯特定律和楔角的存在，在相當(dāng)大的角度范圍里僅有期望的偏振光束出射。此外，研究人員設(shè)計(jì)了預(yù)起偏和分光設(shè)計(jì)，大大降低了光源偏振態(tài)波動和光強(qiáng)波動對測量的影響。針對測量精度難以滿足需求的關(guān)鍵問題，研究人員在測量中巧妙引入了先驗(yàn)知識，即出射光必然可以根據(jù)偏振分解分為退偏/圓偏分量和線偏分量，其中退偏/圓偏分量在任意檢偏角具有相同的光強(qiáng)，線偏分量遵循馬呂斯定律�；�于這一先驗(yàn)知識，可使用給定周期的正弦曲線擬合測量數(shù)據(jù)，以獲取逼近真實(shí)值的檢偏光強(qiáng)曲線。研究人員從理論上預(yù)測了對退偏器DOP的測量絕對誤差范圍和不確定度水平，均與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致，均低于0.1%。經(jīng)過單點(diǎn)重復(fù)測量和整體擬合，測量不確定度顯著降低，在實(shí)驗(yàn)中最優(yōu)獲得了低至0.058%的測量不確定度（理論預(yù)計(jì)值為0.053%），而所用能量計(jì)的不確定度高達(dá)8%。 OAf}\  
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該項(xiàng)工作可用于193nm浸沒式光刻機(jī)中退偏器性能的離線測量，填補(bǔ)了國內(nèi)在這方面的空白，并為超短波長下高精度的偏振測量相關(guān)工作提供了重要啟示。 d'iSvd.  
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相關(guān)研究得到了上海市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、上海市集成電路科技支撐專項(xiàng)、上海市政府間科技合作計(jì)劃的資金支持。 w)&?9?~  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.109028