[发明专利]一种极紫外和软X射线源的簇束产生方法与设备

权利要求书

1.一种产生极端紫外线和软X射线辐射的方法，其特征是，包括以下步骤：使气体混合物流到可加压阀中，该气体混合物包括团簇形成气体，稀释气体和三元气体，定义腔室的外壳与所述腔室连通的输入通道，所述气体流过所述输入通道进入所述腔室，与所述腔室连通的输出通道，以及一种温度可控喷嘴，所述喷嘴具有气体入口端，所述气体入口端固定地附接到所述输出通道，以及相对的气体出口端，所述喷嘴具有设置在其内的孔，所述阀包含在真空室内；对包含在所述阀中的所述气体混合物加压；降低所述真空室中的压力；将所述温度控制喷嘴的温度调节至适合于从所选择的团簇形成气体形成分子团簇的温度；

通过将包含在所述阀中的所述高压气体通过所述孔口膨胀到所述真空室中而形成分子气体团簇；和用聚焦在所述分子簇上的激光束照射所述分子簇以产生选定波长的辐射；

所述团簇形成气体包括作为光谱能量的有效辐射的气体，所述辐射的光谱能量在大约波长为0.5到大约100纳米的区域中；

其中，所述团簇形成气体包括作为光谱能量的有效辐射器的气体，所述有效辐射器在约11nm至约18nm的范围内；

所述簇形成气体选自水，四氟化碳，氯化氢，氟，硫化氢，乙硼烷，氧气，氩气，氪气和氙气；

其中组合选自水，四氟化碳，氯化氢，氟，硫化氢，乙硼烷，氧气，氩气，氪气和氙气的各种团簇形成气体来制备团簇形成气体混合物；

所述稀释气体选自氢，氦和氖；

所述三元气体选自氖气，氩气或氪气；

所述阀中的压力至少高至两个大气压；

所述真空室中的压力至少低至1托；

所述激光以至少10¹¹瓦/cm ²的强度照射所述分子簇；

激光为脉冲激光器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述脉冲激光选自红外激光和紫外线激光；所述脉冲激光以至少10¹¹瓦/cm ²的强度照射所述分子簇约10纳秒。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述阀是选自电磁阀，或压电膜片和排斥回路设计的脉冲阀；所述脉冲阀具有至少30μs的打开周期；

所述脉冲阀具有与所述脉冲激光器的发射速率同步的打开周期。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述温度控制喷嘴的温度比所述团簇形成气体的沸腾或升华温度高约10％至20％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述孔口具有圆锥形形状，所述锥体的轴线平行于所述气体混合物通过所述喷嘴的流动，并且其中，所述锥体的顶点位于所述气体入口的近端；；，所述圆锥形孔口设置在所述喷嘴内，具有约25mm的长度，并且所述圆锥体的顶点的直径约为1mm，而所述基部的直径约为5mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中，所述激光束的焦点距所述喷嘴的出口至少10mm。

7.一种产生13nm辐射的方法，其特征是，包括以下步骤：

通过超音速膨胀水蒸气，氦气和氩气的混合物，产生(H₂O)_n形式的分子簇，其中n至少等于100其中水蒸气的压力为约20至约1000托，Ar的浓度为约10vol％，He的压力为约5至10atm；通过直径为约0.1mm的孔进入压力小于约1Torr的室中；和

用Nd：YAG或KrF准分子脉冲激光照射所述簇，其中所述激光以约1J的功率工作约10纳秒。