德国IFNANO台式极紫外及软X射线等离子源与极紫外施瓦茨希尔德物镜，低碎屑、气体消耗少、易更换

德国IFNANO的EUV/XUV激光等离子体源是一种利用高激发激光诱导等离子体作为紧凑型光源，适用于极紫外/软X射线光谱范围（λ=1-30nm）的测量工具。这些光源与工具可实现实验室规模的装置搭建（如光谱测定、反射测量或稳定性测试），无需依赖同步辐射，从而具备开展内部EUV/XUV材料研究的能力。台式极紫外与软X射线等离子源具有低碎屑污染、3.5mJ高紫外能量、极低气体消耗量，气体脉冲持续时间<1ms、简便的靶气体更换与桌面级实验平台等优点，常应用于近边X射线吸收精细结构谱NEXAFS中进行反射或吸收光谱、光学/传感器测试、极紫外损伤研究、材料相互作用的基础研究或2-4nm的“水窗”波段显微镜中。

EUV/XUV激光等离子体源原理，由高能激光聚焦于气体靶，发射光谱取决于靶气体类型。以下为不同靶气体的发射光谱。

EUV/XUV激光等离子体源 (Laser-plasma source)具体介绍：

通过将强Nd:YAG激光聚焦到脉冲气体靶中，可以点燃一个极紫外EUV等离子体。该光源在13.5 nm波长处可提供约4 mJ的脉冲能量，重复频率为1-10 Hz。其最显著的特点之一是结构紧凑，允许在实验室环境下进行EUV实验。经过优化的喷嘴几何形状可实现高达0.45%的转换效率。此台式极紫外与软X射线等离子源由哥廷根激光实验室（Laser-Laboratorium Göttingen）开发。等离子体由一台1064 nm, 800 mJ, 7 ns 的Nd:YAG激光器聚焦到脉冲气体射流中产生。可使用不同的靶气体来分别产生强宽带辐射（XUV：氪 Kr, 氩 Ar； EUV：氙 Xe）或较弱但窄带的辐射（XUV：氮 N； EUV：氧 O）。该等离子光源规格参数如下：

Table-Top EUV/Soft X-ray Source具备碎屑污染少、3.5 mJ高EUV能量、气体消耗量极低（脉冲持续时间< 1 ms）、靶气体更换简便与台式系统结构紧凑等优势。在应用方面可用于反射率测量，NEXAFS吸收光谱、光学/传感器测试、EUV损伤研究、材料相互作用的基础研究与水窗波段显微镜 (λ=2-4 nm)之中。

上图为通过椭圆透镜软X射线聚焦草图，通过激光粉图层CCD捕捉到以下的强度分布图。后续可通过软X射线显微镜得到如下所示的光束型状。

EUV光束聚焦系统：

为产生高能量密度的极紫外辐射，德国IFNANO开发了一款针对13.5 nm辐射优化的改进型极紫外施瓦茨希尔德物镜（EUV Schwarzschild Objective）。该物镜由两个球形反射镜组成，基底采用ULE超低膨胀玻璃。该EUV光束聚焦系统通过钼/硅（Mo/Si）多层膜涂层使每个镜面反射率接近70%。系统孔径为0.44，放大倍率为0.1。在约100 mJ/cm²的能量密度下，所产生的极紫外聚焦光斑直径小于30 μm。该极紫外施瓦茨希尔德物镜规格参数如下：

借助此台式极紫外与软X射线等离子源和EUV光束聚焦系统，可以产生直径小于30微米、能量密度约100毫焦/平方厘米的聚焦光斑。因此，利用掩模投影技术，可以实现对不同材料的直接结构化加工。

德国IFNANO的极紫外光束聚焦系统，旨在探究脉冲软X射线辐射与物质相互作用的机理，以实现高分辨率直接结构化加工。如在氟化锂（LiF）晶体中生成色心、对聚合物（如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA）进行直接光刻蚀，以及测定光刻胶在极紫外波段的感光度。

通过栅格扫描极紫外光斑直写LiF晶体色心，通过聚焦的极紫外辐射对PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）进行刻蚀，工作光斑直径分别为5μm和1μm。