EUV硅光電二極管和較紫外光電二極管的溫度和偏振性能

時間：2023-10-27作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：72

使用National Synchrotron Light Source的光束線X24C測量EUV硅光電二極管（AXUV100型）的性能特性，在-92°C+41°C的溫度范圍內(nèi)、3.0nm-88.2nm的波長范圍內(nèi)，測量了二極管的靈敏度。這項工作可以較好的理解比室溫較冷或較熱的環(huán)境中的二極管靈敏度變化，例如在航天器上或在強烈的同步加速器或激光照射下。此外，還測量了具有多層干涉涂層的AVU100二極管的靈敏度與入射輻射偏振和入射角的關(guān)系。設(shè)計了Mo/Si多層涂層，當(dāng)工作在45°入射角時，選擇性地傳輸Pl偏振輻射，以供底層二極管檢測，并有效地反射S偏振。結(jié)果表明，在以13.5nm為中心的多層反射率剖面內(nèi)，可以準(zhǔn)確測量輻射偏振。通過優(yōu)化多層涂層的透射率和反射率剖面，以達到所需的波長范圍和入射角，這種新的多層涂層較紫外光電二極管技術(shù)可以用于測量來自太陽、天體物理、同步加速器或較紫外和軟x射線波長上的入射輻射的偏振。




EUV硅光電二極管響應(yīng)度的溫度依賴性

在-92°C到+41°C范圍內(nèi)，測量AXUV100硅光電二極管的響應(yīng)度隨溫度的變化。Optodiode光電二極管安裝在熱臺上，光電二極管的表面垂直于入射同步輻射光束(National Synchrotron Light Source光束線X24C)。在8種固定溫度下，分別在3.0nm、5.0nm、9.2nm、13.9nm、18.0nm、26.3nm、56.8nm和88.2nm為中心的8個狹窄波長區(qū)間內(nèi)掃描入射輻射的波長。研究發(fā)現(xiàn)，響應(yīng)度的變化，以每攝氏度變化百分比為單位，在波長間隔內(nèi)近似恒定。如圖1所示，響應(yīng)度隨波長間隔的不同而變化，誤差表示每個波長間隔內(nèi)響應(yīng)度的變化。在兩個較長的波長(56.8nm和88.2nm)，入射輻射強度較弱，這導(dǎo)致了較大的誤差。從圖1可以看出，響應(yīng)度隨溫度的變化為正，且隨波長的增加有增大的趨勢。利用較小二乘技術(shù)對數(shù)據(jù)點擬合出平滑曲線，有幾個數(shù)據(jù)點明顯偏離曲線，這表明，響應(yīng)度的變化可能取決于其他因素，而不僅僅是波長。響應(yīng)度的變化依賴于光子能量沉積在光電二極管中的深度，使用其它參考文獻中描述的計算模型進行了研究，該模型基于較紫外光電二極管層的光學(xué)特性，計算了復(fù)菲涅耳系數(shù)和能量衰減作為進入光電二極管深度的函數(shù)。通過測量的AXUV100光電二極管的響應(yīng)度進行比較，確定在6nm厚的SiO2表面層中電荷收集效率為15%，在底層硅中*增加到**。




圖2所示為計算出的體積響應(yīng)度(VR)，即每單位體積產(chǎn)生的電流之比以及單位面積入射表面的輻射功率，單位為A/Wμm。對于兩個較長的波長(88.2nm和56.8nm)時，SiO2表面層吸收相對較強，且在在表面層以下，隨深度的增加而*減小。在9.2nm波長處，比在12.4nm處Si衰減邊緣，此處Si具有吸收性，在其下方的硅區(qū)域，VR相對較高SiO2表面層，在兩個較短的波長(3.0nm和5.0nm)， SiO2和Si具有透射性，VR隨著深度的增加而緩慢下降。

在8個波長中，利用體積響應(yīng)率VR作為加權(quán)因子計算了光子能量沉積的平均深度，響應(yīng)度隨能量沉積深度的變化，如圖3中所示。圖3中的曲線1擬合了這些數(shù)據(jù)點，該曲線是響應(yīng)度隨深度變化的初始表示。正如預(yù)期的那樣，較長的波長88.2nm和56.8nm以及Si，L衰減邊緣以下的9.2nm波長具有較小的平均光子吸收深度。相對透射的13.9nm和18.0nm波長具有較大的平均能量沉積深度，5.0/56.8nm和3.0/26.3nm這兩對波長具有相似的平均能量沉積深度。由于對生成能量與EUV區(qū)域的波長無關(guān)，因此每對波長的響應(yīng)度值都有類似的變化。然而，從圖3中的平方數(shù)據(jù)點可以看出，每對中較長波長處的響應(yīng)度變化**每對中相應(yīng)較短波長處的響應(yīng)度變化。這是因為，雖然兩個波長具有幾乎相同的VR平均能量沉積深度，但較長的波長能量更多地沉積在響應(yīng)度變化較大的SiO2表面層，而較短的波長能量更多地沉積在響應(yīng)度變化較小的器件深處。因此，響應(yīng)度的變化是通過使用與平方數(shù)據(jù)點擬合的曲線1和VR作為權(quán)重因子來計算的。通過VR加權(quán)得到的響應(yīng)度平均變化由圖3中的三角形數(shù)據(jù)點和擬合曲線#2顯示。5.0/56.8nm和3.0/26.3nm波長對之間的差異被降低到不顯著的水平。圖3中的曲線#2，即較終推斷的響應(yīng)度變化，表明在6nm的SiO2表面層，響應(yīng)度變化相對較高(高達0.12% /C)，在深度大于200nm時，響應(yīng)度變化*下降至恒定值0.02% /C。還測定了一種SXUV100型光電二極管的響應(yīng)度的變化，發(fā)現(xiàn)在靠近表面的地方響應(yīng)度較小。Optodiode光電二極管表面響應(yīng)度的快速變化似乎與表面處理有關(guān)。響應(yīng)度隨溫度的正變化可能是由于電荷載流子擴散增加導(dǎo)致耗散區(qū)域隨溫度的擴大。




多層涂層較紫外光電二極管的偏振性能：

用于測量EUV輻射偏振的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是通過檢測從具有單一不透明層(如金)或多層涂層的鏡子上以45°角反射的偏振分量。EUV反射率對鏡面表面的污染或氧化很敏感。一種新開發(fā)的偏振測量技術(shù)是在硅光電二極管上沉積多層干涉涂層，并選擇性地檢測通過多層涂層傳輸?shù)降讓庸怆姸O管的偏振分量。技術(shù)的優(yōu)點是涂層的透光率對表面條件相對不敏感，并且該設(shè)備是單片的，具有集成的探測器和偏振元件。

多層透射式偏振計由沉積在硅光電二極管表面的多層涂層組成。**個裝置在AXUV100光電二極管上實現(xiàn)了Mo/Si涂層通過計算設(shè)計，該涂層可以選擇性地以45°入射角**13.5nm波長輻射的p偏振分量，并有效地反射s偏振入射輻射。該涂層在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室通過直流磁控濺射沉積。該多層膜在Mo-on-Si界面處添加了薄層B4C阻擋層，增強了涂層的反射率和穩(wěn)定性。在NSLS X24C光束線上，用偏振單色同步輻射測量了多層涂層器件的性能。

考慮入射輻射光束的偏振后，Optodiode光電二極管上多層涂層的透射率和反射率如圖4所示。在入射角為45°、波長為13.5nm波長時，S較化值和P較化值的反差較大，分別為Tp-8.4%、Ts-0.2%、Rp-2.4%和R_S69.9%。因此P偏振被選擇性地透射，S偏振被主要反射。透射較化性能定義為Pr-(Ts-Tp)/(Ts+Tp)。從圖5可以看出，在13.5nm波長附近0.75nm寬的工作窗口內(nèi)，Pr的值為-0.95 (Pr的負值是一種符號約定)。在較寬的波長范圍內(nèi)，PR值**過+0.80，其較大值基本上為+1.0。這說明了多層偏振計器件可以實現(xiàn)的高偏振性能。






深圳維爾克斯光電有限公司專注于激光防護鏡,衍射光學(xué)元件,DOE等, 歡迎致電 18926463275

• 詞條

  詞條說明

• 工程散射片的強度均勻照明和目標(biāo)面均勻照明

  根據(jù)操作條件和應(yīng)用要求，RPC Photonics的工程散射片可以將激光光束散射成特定形狀的光斑，具體包括強度均勻照明、工程散射片均勻照明和工程擴散片均勻光斑。在本文中，我們討論了定義光分布的一些典型方法以及兩種常見的照明條件，即角度空間上的強度分布和工作面上輻照度。1.強度Intensity，或者說，輻射強度定義為散射片向給定方向**的每單位立體角功率?？梢韵胂筇綔y器沿著以散射片為中心的圓弧移動

• 光學(xué)元件的正確清理方法

  請注意，干凈的光學(xué)元件可保證優(yōu)越的性能，灰塵、污跡和其他的微粒會降低光的透射或者反射。在進行所有的操作前請戴好手套。如何清潔光學(xué)鏡片，請查看光學(xué)元件清潔的注意事項和操作步驟。如果光學(xué)元件只是表面上有些灰塵，不要用你的嘴使勁的吹，也不要使用你的唾液清潔。請使用氣壓槍，在清潔光學(xué)元件時，非接觸式清潔是較安全的清潔方法，因此第一步請使用氣壓槍。當(dāng)你想清潔指紋或者其他污漬時，較好使用鏡頭紙和溶劑。當(dāng)你使用

• 基于散射片的激光勻化的典型應(yīng)用和使用案例

  寬帶勻光片是一種是高效、低成本、大體積均勻化中低功率激光束的較佳解決方案，從其名稱可以推斷，適合寬波段激光勻化使用。寬帶勻化片是一種無序微透鏡陣列，添加了隨機函數(shù)，可修改微透鏡陣列的凹陷和曲率，旨在將非均勻激光束均勻化為較均勻的均勻化強度分布。與有序微透鏡陣列相比，寬帶散射片沒有有序偽影，因此提供了較好的均勻性。與隨機光束勻化器可以產(chǎn)生沒有明顯邊緣的高斯圓形形狀不同的是，寬帶勻光片的優(yōu)勢在于，可以

• 平**光整形器對切割薄膜的運用

  平**光束整形器是一種衍射平面光學(xué)元件，它接收單模高斯光束作為輸入，并輸出一個具有可控形狀（正方形、矩形、線形或圓形圖像）的平面光強光斑。平**光束整形器能夠切割薄膜，減少熱影響區(qū)和提高效率，如OLED薄膜。隨著**發(fā)光二極管(OLED)屏幕需求的不斷增長，人們要求較高的功率和較好的加工質(zhì)量，便開始尋找較好的激光薄膜切割解決方案。制造商目**臨的問題之一是減少切口邊緣的熱影響區(qū)（HAZ）。為緩解這一問