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极紫外光辐射(输出波长在5-50nm之间)在诸多领域有着非常重要的应用,例如,在显微方面,基于极紫外光辐射照明的显微技术是纳米尺度微小结构高分辨率成像的有效解决方案;在芯片制造方面,工作波长13.5nm的极紫外光刻(Extreme ultraviolet lithograph,EUVL)是制作7nm节点及更小特征线条宽度半导体器件的最有力工具;同时,极紫外光恰好处于多数原子能级的共振区域,适合于材料的光谱分析。极紫外光辐射的相关研究正处在蓬勃发展的阶段,有待于深入探索。激光烧蚀辅助放电等离子体光源具有体积小,便于使用的特点,应用前景广阔,目前已经成为研究热点。激光烧蚀辅助放电等离子体技术将激光等离子体和放电等离子体结合在一起,具有输出功率高、转化效率高、空间放电稳定性好、控制放电时间精确以及光源纯净度高等诸多优点。另外,此方法采用固体靶材作为放电等离子体所需材料,通过更换靶材可以对其产生极紫外光辐射波长进行选择和调节,这相比与传统气体放电极紫外光辐射更具有灵活性。目前研究表明,放电等离子体的动力学过程是决定极紫外光辐射转化效率的主导因素,因此,在激光烧蚀辅助放电等离子体产生极紫外光辐射的研究中,需要深入开展激光及放电参数对放电等离子体动力学的影响规律。本文系统开展了激光烧蚀辅助放电等离子体动力学及其极紫外光辐射的研究。自行设计并搭建了一套完整的激光烧蚀辅助放电等离子体实验装置。并对靶材所属极性(阴极或阳极)和几何结构(平面和球面)的选择进行了研究。实验结果表明,靶材作为放电阴极时更有利于形成箍缩等离子体,且其极紫外光辐射强度是靶材作为放电阳极情况的四倍。在相同实验条件下,放电电极为平面靶产生的极紫外光辐射强度远大于球面靶。由此,确定了靶材的所属极性和几何结构。进一步,开展了不同实验条件下产生箍缩等离子体的动力学以及极紫外光辐射的研究,主要内容包括放电等离子体动力学阶段(初始阶段和箍缩阶段)和极紫外光谱辐射。本论文的具体研究内容和主要结果如下:首先,开展了激光烧蚀辅助放电等离子体初始阶段的动力学特性研究。实验结果表明,在放电电流开始上升之前产生两个X-ray辐射信号,第一个X-ray辐射信号产生于放电阴极附近,其光子能量为“亚keV”;第二个X-ray辐射信号产生于放电阳极附近,由激光等离子体运动到放电阳极表面并与其发生碰撞所产生,其光子能量主要在“亚keV”和“keV”范围。另外,根据产生第二个X-ray辐射信号的延时与放电电极之间距离的依赖关系,得到激光等离子体的速度约为105m/s,并且,该速度依赖于激光等离子体的热压强和电场强度。实验结果进一步揭示了产生箍缩等离子体所需材料是由激光烧蚀靶材产生的大多数中性物质提供,激光等离子体和放电电流加热靶材为放电提供的材料占有相当小的份额。这一研究结果的揭示对于产生稳定的箍缩等离子体具有重要的意义。其次,开展了放电等离子体箍缩阶段的动力学及其极紫外光辐射研究。从放电参数(放电电流峰值和放电电极之间距离)和激光参数(激光聚焦光斑尺寸和激光能量)两方面对其进行了系统研究。在放电参数方面,初始供电电压越大放电电流越大,等离子体产生的极紫外光辐射信号也越强。放电电极之间距离从4mm逐渐增加至10mm时,极紫外光辐射强度呈现先增加后减少的趋势,在放电电极之间距离为5mm时极紫外光辐射强度为最佳。实验发现,放电电极之间距离为9mm时,在放电阴极表面产生了不利于极紫外光转化的拉链效应(zipper effect),并向放电阳极增长。而放电电极之间距离较小时观察不到拉链效应,进一步,给出了拉链效应产生的主要机制和抑制方法。这一研究结果对于提高极紫外光辐射转换效率具有重要的意义。在激光参数方面,激光聚焦光斑直径约为1mm时得到极紫外光辐射最强。激光能量从E=40mJ逐渐增加至90mJ时过程中,烧蚀材料逐渐增加,极紫外光辐射强度逐渐变强。激光能量为E=90mJ时产生的箍缩等离子体直径最小,且极紫外光辐射强度最强。当激光能量大于90mJ时,虽然激光烧蚀能够提供更多的烧蚀物质,但是其内压强过大,电能无法有效与等离子体耦合,极紫外光辐射强度减弱。最后,开展了激光烧蚀辅助放电等离子体极紫外光谱辐射的研究。利用极紫外光谱仪测得了金属铝和锡靶在10-20nm波长范围内的极紫外光谱。结果表明,对于金属铝,其辐射主要分布在11nm、13nm和16nm的几个峰值附近,这几条谱线主要由金属Al3+-Al5+离子提供。对于金属锡,在波长为13.5nm(2%带宽)获得了较强的光辐射信号。进一步,利用Cowan程序计算了金属Sn8+-Sn13+离子的跃迁几率与波长的关系,结果显示13.5nm附近的峰值主要由金属Sn10+-Sn12+离子共同贡献而得,其余离子贡献份额少。通过CR模型计算,得到产生对13.5nm峰值附近贡献的Sn10+-Sn12+离子所需的电子温度范围为20到50eV。