193nm紫外石英光学特性研究
发布时间：2023-12-24 19:27
随着深紫外光源的发展,193nm准分子激光光源已被广泛应用于当前最为先进的光刻系统、眼科手术等多种领域之中。紫外石英作为目前少数能够应用于深紫外的光学材料之一,因其极低的光学损耗、极高的损伤阈值被广泛应用于193nm波长。然而,材料中本征缺陷或者激光诱导形成的各种缺陷导致材料的光学性能远低于理论值。虽然目前采用掺SiOH和H2以降低材料中的一些不稳定结构和193nm吸收缺陷的含量,但缺陷对紫外石英光学性能的影响依然会严重影响光学元件的稳定性和寿命。在193nm激光照射下,材料内缺陷的生成与退火会导致吸收随能量密度、重复率非线性增长。而在激光长时间或高能密度照射后,缺陷含量的不可逆增长会使材料性能严重退化。本论文针对紫外石英存在的这些问题,对紫外石英的紫外激发荧光、透过率谱、193nm吸收率等光学性质进行测量,并根据测量结果分析缺陷对紫外石英的光学性质的影响。为了实时、灵敏地观测材料中缺陷含量,对紫外石英的193nm激发荧光进行检测,并提出了一种基于时间分辨的寿命谱方法对各荧光缺陷的特征荧光峰进行分离。在实测的多种紫外石英荧光信号的基础之上,对紫外石英中常见的荧光缺...
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 紫外石英光学性能研究
1.2.1 吸收测量方法及进展
1.2.2 石英损伤研究及进展
1.3 紫外石英缺陷研究
1.3.1 缺陷检测技术及国内外现状
1.3.2 缺陷对光学性质影响及国内外现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 荧光缺陷测量
2.1 引言
2.2 荧光信号收集光路的硬件设计
2.2.1 荧光信号收集光路设计原理
2.2.2 193 nm散射光干扰的抑制
2.3 荧光信号的数据处理
2.3.1 高阶衍射干扰的消除
2.3.2 寿命谱分离荧光峰
2.4 SiO2材料荧光信号测量
2.4.1 SiO2材料荧光峰种类分析
2.4.2 SiO2材料荧光峰激发特性分析
2.5 本章小结
第3章 吸收特性测量
3.1 引言
3.2 紫外吸收测量和分析
3.2.1 分光光度法
3.2.2 紫外透过率谱分析
3.3 193 nm吸收特性测量
3.3.1 激光量热法
3.3.2 紫外熔融石英 193nm吸收特性
3.3.3 熔融石英 193nm吸收与缺陷的关联
3.4 SiOH缺陷含量测量和分析
3.4.1 Beer-Lambert定律
3.4.2 傅里叶红外光谱法
3.4.3 SiOH含量的测量与优化
3.4.4 SiOH对熔融石英紫外光学性质的影响
3.5 本章小结
第4章 损伤、热处理对紫外石英光学性质的影响
4.1 引言
4.2 熔融石英损伤与缺陷的关联
4.2.1 损伤点的产生
4.2.2 损伤点的荧光变化
4.3 退火炉热处理实验
4.3.1 热处理前后透过谱、吸收变化
4.3.2 热处理前后荧光变化
4.3.3 热处理前后材料内缺陷变化讨论
4.4 CO2激光加热
4.4.1 CO2激光加热温度估算
4.4.2 CO2激光加热前后样品荧光强度分布
4.4.3 不同照射参数下CO2激光加热对材料缺陷的影响
4.5 本章小结
第5章 量子化学计算熔融石英内缺陷的物理化学特性
5.1 引言
5.2 计算方法与模型构建
5.2.1 计算方法
5.2.2 基于熔融石英结构特征的缺陷结构建模
5.3 缺陷的吸收光谱计算
5.3.1 四种常见电中性缺陷的吸收光谱计算
5.3.2 电中性缺陷的吸收光谱预测
5.4 缺陷的激发光谱计算
5.4.1 四种常见缺陷的激发光谱计算
5.4.2 缺陷的激发光谱预测
5.5 氢相关缺陷生成与退火
5.5.1 氢气与常见 193nm吸收缺陷的反应
5.5.2 氢相关缺陷在 193nm照射下稳定性
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本论文主要工作
6.2 本论文创新点
6.3 对后续工作的建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3875161
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 紫外石英光学性能研究
1.2.1 吸收测量方法及进展
1.2.2 石英损伤研究及进展
1.3 紫外石英缺陷研究
1.3.1 缺陷检测技术及国内外现状
1.3.2 缺陷对光学性质影响及国内外现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 荧光缺陷测量
2.1 引言
2.2 荧光信号收集光路的硬件设计
2.2.1 荧光信号收集光路设计原理
2.2.2 193 nm散射光干扰的抑制
2.3 荧光信号的数据处理
2.3.1 高阶衍射干扰的消除
2.3.2 寿命谱分离荧光峰
2.4 SiO2材料荧光信号测量
2.4.1 SiO2材料荧光峰种类分析
2.4.2 SiO2材料荧光峰激发特性分析
2.5 本章小结
第3章 吸收特性测量
3.1 引言
3.2 紫外吸收测量和分析
3.2.1 分光光度法
3.2.2 紫外透过率谱分析
3.3 193 nm吸收特性测量
3.3.1 激光量热法
3.3.2 紫外熔融石英 193nm吸收特性
3.3.3 熔融石英 193nm吸收与缺陷的关联
3.4 SiOH缺陷含量测量和分析
3.4.1 Beer-Lambert定律
3.4.2 傅里叶红外光谱法
3.4.3 SiOH含量的测量与优化
3.4.4 SiOH对熔融石英紫外光学性质的影响
3.5 本章小结
第4章 损伤、热处理对紫外石英光学性质的影响
4.1 引言
4.2 熔融石英损伤与缺陷的关联
4.2.1 损伤点的产生
4.2.2 损伤点的荧光变化
4.3 退火炉热处理实验
4.3.1 热处理前后透过谱、吸收变化
4.3.2 热处理前后荧光变化
4.3.3 热处理前后材料内缺陷变化讨论
4.4 CO2激光加热
4.4.1 CO2激光加热温度估算
4.4.2 CO2激光加热前后样品荧光强度分布
4.4.3 不同照射参数下CO2激光加热对材料缺陷的影响
4.5 本章小结
第5章 量子化学计算熔融石英内缺陷的物理化学特性
5.1 引言
5.2 计算方法与模型构建
5.2.1 计算方法
5.2.2 基于熔融石英结构特征的缺陷结构建模
5.3 缺陷的吸收光谱计算
5.3.1 四种常见电中性缺陷的吸收光谱计算
5.3.2 电中性缺陷的吸收光谱预测
5.4 缺陷的激发光谱计算
5.4.1 四种常见缺陷的激发光谱计算
5.4.2 缺陷的激发光谱预测
5.5 氢相关缺陷生成与退火
5.5.1 氢气与常见 193nm吸收缺陷的反应
5.5.2 氢相关缺陷在 193nm照射下稳定性
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本论文主要工作
6.2 本论文创新点
6.3 对后续工作的建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3875161
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3875161.html
