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摘要

稳态微聚束(steady-state micro-bunching, SSMB)原理采用激光操控储存环中的电子, 可形成具有精微纵向/时间结构的电子束团, 即微聚束. 通过有机结合微聚束辐射的强相干特性以及储存环内电子束的高回旋频率特性, SSMB光源可提供高平均功率、窄带宽的相干辐射, 波段可覆盖从太赫兹到软X射线, 具有巨大的科学及产业应用前景. 本文在对现有加速器光源—同步辐射光源和自由电子激光简要介绍的基础上, 对SSMB的概念及潜力、原理验证实验进展、核心物理及关键技术挑战、清华SSMB-EUV光源方案及其对科学研究和芯片光刻潜在的变革性影响进行总结论述. 所综述的工作是在我国自己创新性工作基础上进行的, 对于国内读者了解该领域的工作及发展具有一定的帮助.

关键词:

Abstract

Based on the laser manipulation of electron beam, the steady-state micro-bunching (SSMB) mechanism promises an electron bunch length six orders of magnitude smaller than that in a conventional storage ring. With the combination of the strong coherent characteristic of the radiation from micro-bunching and the high repetition rate of a storage ring, high-average-power, narrow-band coherent radiation with wavelengths ranging from THz to soft X-ray can be expected from an SSMB ring. Such a novel light source can provide unprecedented opportunities for accelerator photon science and industry applications like extreme ultraviolet (EUV) lithography. In this paper, the SSMB concept and its potential, the progress of SSMB proof-of-principle experiment, the key physics issues and technical challenges of an SSMB ring, the Tsinghua SSMB-EUV light source and its potential revolutionary influence on scientific research and EUV lithography are all reviewed. Some important results of the SSMB research achieved by us are also presented.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:唐传祥,tang.xuh@tsinghua.edu.cn

作者简介:

唐传祥, 清华大学教授. 1992年毕业于清华大学物理系获得理学学士学位, 同时在清华大学电子工程系获得工学学士(第二学位); 1996年清华大学工程物理系获工学博士学位. 2006—2012年曾任清华大学工程物理系系主任. 现任中国核学会常务理事、粒子加速器分会副理事长、辐射物理分会副理事长, 教育部高等学校核工程与核技术专业教学指导委员会副主任, 国务院学位委员会核科学与技术学科评议组秘书长, 国际未来加速器委员会(ICFA)先进新型加速器组(ANA)主席等.　　主要从事粒子加速器物理及应用等方面的科研及教学. 主要研究方向包括小型电子直线加速器及其应用、逆康普顿散射X/γ光源、低发射度光阴极微波电子枪、稳态微聚束新概念加速器光源等. 相关科研成果曾获国家科学技术进步一等奖、国家科学技术进步(创新团队)奖、国家自然科学二等奖、北京市科技进步一等奖、中国专利金奖等. 个人曾获得“国家杰出青年基金”、 “北京市优秀教师”、“北京市教育创新标兵”、教育部“新世纪人才”等

基金项目:清华大学自主科研专项(批准号: 20191081195)和国家自然科学基金(批准号: 12035010)资助的课题

Authors and contacts

Corresponding author:Tang Chuan-Xiang,tang.xuh@tsinghua.edu.cn

Funds:Project supported by the Tsinghua University Initiative Scientific Research Program, China (Grant No. 20191081195) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 12035010)

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施引文献

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技术参数	单位	设计指标
储存环周长	m	100—150
电子束能量	MeV	$\geqslant 400$
束流强度	A	$\geqslant 1$
辐射波长	nm	5—100
13.5 nm EUV功率 (2%带宽内)	kW	$\geqslant 1$
13.5 nm EUV峰值/ 平均亮度	phs/s/mm²/mrad²/ 0.1%b.w.	$> 10^{23}$

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光源原理	主要特点
LPP	技术成熟, 已商业化, EUV光功率最高500 W左右, 难以支撑下一代光刻技术的进一步发展
SR	技术成熟, 成本较低, 但EUV光功率达不到EUV光刻大规模量产需求
SRF-FEL	EUV光功率可达1—10 kW量级, 造价相对高昂(数十亿), 规模较大(数百米),
SRF-FEL	商业化必须做能量回收(ERL), 实现大功率EUV输出, 还需许多技术突破
SSMB	EUV光功率可大于1 kW, 造价(数亿到十亿)及规模(周长$100—150$ m)适中,
	作为一种全新的光源原理, 原理实验验证已经实现, 需要建设运行在EUV波段的
	SSMB加速器光源研究装置, 培养科学及产业用户, 并提高其技术成熟度

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[65]
[66]
[67]

[1]	骆炎, 余璇, 雷建廷, 陶琛玉, 张少锋, 朱小龙, 马新文, 闫顺成, 赵晓辉.极紫外光源及高荷态离子诱导下甲烷的脱氢通道碎裂机制. 必威体育下载 , 2024, 73(4): 044101.doi:10.7498/aps.73.20231377
[2]	张罡, 杨国君, 何小中, 杜洋, 石金水, 李小安.18 MeV自引出回旋加速器关键技术. 必威体育下载 , 2022, 71(21): 212901.doi:10.7498/aps.71.20220934
[3]	蒋康男, 冯珂, 柯林佟, 余昌海, 张志钧, 秦志勇, 刘建胜, 王文涛, 李儒新.高品质激光尾波场电子加速器. 必威体育下载 , 2021, 70(8): 084103.doi:10.7498/aps.70.20201993
[4]	卢发铭, 夏元钦, 张盛, 陈德应.飞秒强激光脉冲驱动Ne高次谐波蓝移产生相干可调谐极紫外光实验研究. 必威体育下载 , 2013, 62(2): 024212.doi:10.7498/aps.62.024212
[5]	赵永蓬, 徐强, 肖德龙, 丁宁, 谢耀, 李琦, 王骐.Xe介质极紫外光源时间特性及最佳条件研究. 必威体育下载 , 2013, 62(24): 245204.doi:10.7498/aps.62.245204
[6]	周少彤, 李军, 黄显宾, 蔡红春, 张思群, 李晶, 段书超, 周荣国.阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究. 必威体育下载 , 2012, 61(16): 165202.doi:10.7498/aps.61.165202
[7]	刘永安, 鄢秋荣, 盛立志, 赵菲菲, 胡慧君, 赵宝升.电荷云尺寸对紫外光子计数成像探测器性能的影响. 必威体育下载 , 2011, 60(4): 048501.doi:10.7498/aps.60.048501
[8]	蔡懿, 王文涛, 杨明, 刘建胜, 陆培祥, 李儒新, 徐至展.基于强激光辐照固体锡靶产生极紫外光源的实验研究. 必威体育下载 , 2008, 57(8): 5100-5104.doi:10.7498/aps.57.5100
[9]	王智, 陈佳洱, 颜学庆, 陆元荣, 方家驯, 郭之虞.分离作用射频四极场加速器中动力学参数与极限流强的探讨. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6298-6301.doi:10.7498/aps.55.6298
[10]	杨海亮, 邱爱慈, 李静雅, 孙剑锋, 何小平, 汤俊萍, 王海洋, 黄建军, 任书庆, 邹丽丽, 杨莉.叠片法测量“闪光二号”加速器的高功率离子束能谱. 必威体育下载 , 2005, 54(9): 4072-4078.doi:10.7498/aps.54.4072
[11]	朱莳通, 沈文达, 邱锡铭, 王之江.激光加速器中电子能量增益的广义协变推导. 必威体育下载 , 1989, 38(4): 559-566.doi:10.7498/aps.38.559
[12]	朱莳通.拍波激光加速器中的频率匹配. 必威体育下载 , 1989, 38(7): 1167-1171.doi:10.7498/aps.38.1167
[13]	马锦秀, 徐至展.激光等离子体拍频波加速器中泵浦倒空的消除. 必威体育下载 , 1988, 37(10): 1652-1657.doi:10.7498/aps.37.1652
[14]	余纬；徐至展.激光拍频波加速器的参数选择. 必威体育下载 , 1987, 36(8): 992-997.doi:10.7498/aps.36.992
[15]	庄杰佳.逆契仑柯夫聚焦激光电子加速器. 必威体育下载 , 1984, 33(9): 1255-1260.doi:10.7498/aps.33.1255
[16]	董碧珍, 郑师海, 杨国桢.调相聚焦激光加速器的调相模拟实验. 必威体育下载 , 1982, 31(7): 895-903.doi:10.7498/aps.31.895
[17]	谢羲.加速器自由振荡近似解的简便方法. 必威体育下载 , 1976, 25(5): 383-398.doi:10.7498/aps.25.383
[18]	阿那尼也夫, 哥尔布诺夫, 陈申.电子感应加速器平衡轨道半径测量原理和测量仪器. 必威体育下载 , 1961, 17(7): 329-339.doi:10.7498/aps.17.329
[19]	申青鹤, 蒋崧生, 顾以藩.迥旋加速器离子束的脈冲调制. 必威体育下载 , 1960, 16(2): 94-97.doi:10.7498/aps.16.94
[20]	邓稼先, 徐建铭.辐射损失对加速器中自由振动的影响. 必威体育下载 , 1957, 13(2): 115-129.doi:10.7498/aps.13.115

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