193nm紫外石英光學特性研究
發(fā)布時間：2023-12-24 19:27
隨著深紫外光源的發(fā)展,193nm準分子激光光源已被廣泛應用于當前最為先進的光刻系統、眼科手術等多種領域之中。紫外石英作為目前少數能夠應用于深紫外的光學材料之一,因其極低的光學損耗、極高的損傷閾值被廣泛應用于193nm波長。然而,材料中本征缺陷或者激光誘導形成的各種缺陷導致材料的光學性能遠低于理論值。雖然目前采用摻SiOH和H2以降低材料中的一些不穩(wěn)定結構和193nm吸收缺陷的含量,但缺陷對紫外石英光學性能的影響依然會嚴重影響光學元件的穩(wěn)定性和壽命。在193nm激光照射下,材料內缺陷的生成與退火會導致吸收隨能量密度、重復率非線性增長。而在激光長時間或高能密度照射后,缺陷含量的不可逆增長會使材料性能嚴重退化。本論文針對紫外石英存在的這些問題,對紫外石英的紫外激發(fā)熒光、透過率譜、193nm吸收率等光學性質進行測量,并根據測量結果分析缺陷對紫外石英的光學性質的影響。為了實時、靈敏地觀測材料中缺陷含量,對紫外石英的193nm激發(fā)熒光進行檢測,并提出了一種基于時間分辨的壽命譜方法對各熒光缺陷的特征熒光峰進行分離。在實測的多種紫外石英熒光信號的基礎之上,對紫外石英中常見的熒光缺...
【文章頁數】：125 頁
【學位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 紫外石英光學性能研究
1.2.1 吸收測量方法及進展
1.2.2 石英損傷研究及進展
1.3 紫外石英缺陷研究
1.3.1 缺陷檢測技術及國內外現狀
1.3.2 缺陷對光學性質影響及國內外現狀
1.4 本論文主要研究內容
第2章 熒光缺陷測量
2.1 引言
2.2 熒光信號收集光路的硬件設計
2.2.1 熒光信號收集光路設計原理
2.2.2 193 nm散射光干擾的抑制
2.3 熒光信號的數據處理
2.3.1 高階衍射干擾的消除
2.3.2 壽命譜分離熒光峰
2.4 SiO2材料熒光信號測量
2.4.1 SiO2材料熒光峰種類分析
2.4.2 SiO2材料熒光峰激發(fā)特性分析
2.5 本章小結
第3章 吸收特性測量
3.1 引言
3.2 紫外吸收測量和分析
3.2.1 分光光度法
3.2.2 紫外透過率譜分析
3.3 193 nm吸收特性測量
3.3.1 激光量熱法
3.3.2 紫外熔融石英 193nm吸收特性
3.3.3 熔融石英 193nm吸收與缺陷的關聯
3.4 SiOH缺陷含量測量和分析
3.4.1 Beer-Lambert定律
3.4.2 傅里葉紅外光譜法
3.4.3 SiOH含量的測量與優(yōu)化
3.4.4 SiOH對熔融石英紫外光學性質的影響
3.5 本章小結
第4章 損傷、熱處理對紫外石英光學性質的影響
4.1 引言
4.2 熔融石英損傷與缺陷的關聯
4.2.1 損傷點的產生
4.2.2 損傷點的熒光變化
4.3 退火爐熱處理實驗
4.3.1 熱處理前后透過譜、吸收變化
4.3.2 熱處理前后熒光變化
4.3.3 熱處理前后材料內缺陷變化討論
4.4 CO2激光加熱
4.4.1 CO2激光加熱溫度估算
4.4.2 CO2激光加熱前后樣品熒光強度分布
4.4.3 不同照射參數下CO2激光加熱對材料缺陷的影響
4.5 本章小結
第5章 量子化學計算熔融石英內缺陷的物理化學特性
5.1 引言
5.2 計算方法與模型構建
5.2.1 計算方法
5.2.2 基于熔融石英結構特征的缺陷結構建模
5.3 缺陷的吸收光譜計算
5.3.1 四種常見電中性缺陷的吸收光譜計算
5.3.2 電中性缺陷的吸收光譜預測
5.4 缺陷的激發(fā)光譜計算
5.4.1 四種常見缺陷的激發(fā)光譜計算
5.4.2 缺陷的激發(fā)光譜預測
5.5 氫相關缺陷生成與退火
5.5.1 氫氣與常見 193nm吸收缺陷的反應
5.5.2 氫相關缺陷在 193nm照射下穩(wěn)定性
5.6 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 本論文主要工作
6.2 本論文創(chuàng)新點
6.3 對后續(xù)工作的建議
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果
本文編號：3875161
【文章頁數】：125 頁
【學位級別】：博士
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摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 紫外石英光學性能研究
1.2.1 吸收測量方法及進展
1.2.2 石英損傷研究及進展
1.3 紫外石英缺陷研究
1.3.1 缺陷檢測技術及國內外現狀
1.3.2 缺陷對光學性質影響及國內外現狀
1.4 本論文主要研究內容
第2章 熒光缺陷測量
2.1 引言
2.2 熒光信號收集光路的硬件設計
2.2.1 熒光信號收集光路設計原理
2.2.2 193 nm散射光干擾的抑制
2.3 熒光信號的數據處理
2.3.1 高階衍射干擾的消除
2.3.2 壽命譜分離熒光峰
2.4 SiO2材料熒光信號測量
2.4.1 SiO2材料熒光峰種類分析
2.4.2 SiO2材料熒光峰激發(fā)特性分析
2.5 本章小結
第3章 吸收特性測量
3.1 引言
3.2 紫外吸收測量和分析
3.2.1 分光光度法
3.2.2 紫外透過率譜分析
3.3 193 nm吸收特性測量
3.3.1 激光量熱法
3.3.2 紫外熔融石英 193nm吸收特性
3.3.3 熔融石英 193nm吸收與缺陷的關聯
3.4 SiOH缺陷含量測量和分析
3.4.1 Beer-Lambert定律
3.4.2 傅里葉紅外光譜法
3.4.3 SiOH含量的測量與優(yōu)化
3.4.4 SiOH對熔融石英紫外光學性質的影響
3.5 本章小結
第4章 損傷、熱處理對紫外石英光學性質的影響
4.1 引言
4.2 熔融石英損傷與缺陷的關聯
4.2.1 損傷點的產生
4.2.2 損傷點的熒光變化
4.3 退火爐熱處理實驗
4.3.1 熱處理前后透過譜、吸收變化
4.3.2 熱處理前后熒光變化
4.3.3 熱處理前后材料內缺陷變化討論
4.4 CO2激光加熱
4.4.1 CO2激光加熱溫度估算
4.4.2 CO2激光加熱前后樣品熒光強度分布
4.4.3 不同照射參數下CO2激光加熱對材料缺陷的影響
4.5 本章小結
第5章 量子化學計算熔融石英內缺陷的物理化學特性
5.1 引言
5.2 計算方法與模型構建
5.2.1 計算方法
5.2.2 基于熔融石英結構特征的缺陷結構建模
5.3 缺陷的吸收光譜計算
5.3.1 四種常見電中性缺陷的吸收光譜計算
5.3.2 電中性缺陷的吸收光譜預測
5.4 缺陷的激發(fā)光譜計算
5.4.1 四種常見缺陷的激發(fā)光譜計算
5.4.2 缺陷的激發(fā)光譜預測
5.5 氫相關缺陷生成與退火
5.5.1 氫氣與常見 193nm吸收缺陷的反應
5.5.2 氫相關缺陷在 193nm照射下穩(wěn)定性
5.6 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 本論文主要工作
6.2 本論文創(chuàng)新點
6.3 對后續(xù)工作的建議
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果
本文編號：3875161
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