用于引发脉冲H_2/F_2激光器的冷阴极电子束发生器之研究

设计和研制了一台由五级Marx发生器驱动的开路电压为295kV、最大贮能为817焦耳、面积为6×30cm~2的横向冷阴极电子束发生器。考察了三种不同阴极,调整了阴—阳极间距达到阻抗匹配,观察了三种不同厚度箔膜支撑架对电子束电荷密度及输出能量的影响,用电阻式电压分压器,罗歌斯基环及法拉第杯分别测定了电子枪的阴极电压、电流和电子束流波形,用热电堆-铝板量热计测定了电子束窗口外的总能量,考察了电子束能量在一大气压的空气中随射向距离的衰减变化及在辐射剂量兰玻璃纸上的能量沉积分布,目前电子束发生器达到的峰值电流密度为21安培/厘米~2,电子束半极大脉宽(FWHM)为0.35微秒,输出能量为152焦耳,能量转换效率达18.6%,可用它引发化学激光或激发准分子激光及其他气体激光。     

电子束光刻中的辐照损伤

本文研究了电子束光刻中电子能量(10—30keV)和电荷剂量(10~(-6)—10~(-3)C·cm~(-2))对铝栅MOS电容器的损伤和低温退火(<500℃)的影响。研究电子束光刻中高能量(30keV)和高剂量(10~(-3)C·cm~(-2))电子束引起的损伤,对电子束汽相显影光刻和电子束无显影光刻是有实际意义的。实验表明,平带电压的损伤可高达十几伏,界面态密度可高达10~(12)cm~(-2)eV~(-1)以上。在一定电荷剂量下,平带电压的损伤对电子能量的变化(在一定范围内)不敏感。在一定电子能量下,界面态密度的损伤对电荷剂量的变化(在一定范围内)不敏感。低温(<500℃)退火能完全消除平带电压的损伤,但不能完全消除界面态密度的损伤。     

相对论电子束激励的准分子激光器

我们建立了一台相对论电子束发生器,电子束能为1.2兆电子伏,束流千安,束宽25毫微秒,上升前沿<10毫微秒。用这台电子束装置横向激励准分子激光器,激光盒腔长150毫米,输出口径φ16毫米。采用镀介质膜的平凹腔。输出腔片在351毫微米处透过率T(?)12％,全反镜R=1米。在气压比为NF_3:Xe:Ar=2.5托:19托:2.8大气压,充电电压为25千伏时,成功地实现了XeF准分子激光器B(~2∑_(1/2))→X(~2∑(1/2))态跃迁,获得波长为351毫微米和353毫微米的激光发射。输出能量约为5毫焦耳,用2米光栅光谱仪摄得这二条强激光谱线。     

双向四电子束泵浦KrF主放大器能量沉积

用三维电子输运Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ（ＭＣ）方法研究了双向四电子束泵浦ＫｒＦ准分子激光器ＭＯＰＡ系统中主放大器（Ｈ１Ｍ）的能量沉积空间分布。计入了Ｈｉｂａｃｈｉ结构和主膜的影响。对０．５ＭｅＶ的电子，泵浦方向能量沉积基本均匀，而在轴向，因为两窗口间的１４ｃｍ“死区”使得能量沉积呈“马鞍形”，峰谷比为２～３。给出了能量沉积的总量及能量沉积效率与电子束能的关系曲线，为Ｍａｒｘ发生器的二极管电压进行优化设计提供了依据。     

桑迪亚实验室电子束引发的化学激光器产生4千焦耳的脉冲

桑迪亚实验室的研制者说，电子束激励的氟化氢激光器输出的创记录4千焦耳脉冲，可能是适用于激光聚变实验的、逼近10万焦耳能量的先驱。但是，电子束发生器的进展是获得短脉冲所必需的；桑迪亚760万美元的聚变预算的一半就投入在电子束技术上。     

每单位体积给出大输出能量的大气压CO_2激光器

描述了能够由脉冲大气压CO_2-N_2-He激光器产生高的输出能量密度的两种电极设计。在两种情况下利用辅助放电均获得了均匀的体激励。第一系统利用网状阴极。由800cm~3的激励体积产生了4.8焦耳(6焦耳·升~(-1)。)。第二系统利用了立体阴极,由110cm~3的激励体积产生了2焦耳(18焦耳·升~(-1))。给出了立体阴极系统参量研究的结果。研究了作为贮能电容器值,充电电压以及气体组分的函数的输出脉冲能量、峰值功率及脉冲波形。已经观察到部分的自锁模以及单模运转对于脉宽的影响。     

用CO2激光器研究激光聚变

用CO2激光器（波长10.6微米)进行激光等离子体相互作用的实验，给出有关相互作用机构的详细资料。激光聚变可能性试验要求高功率CO2激光器。为此目的，我们研究了一合高功率电子束控制的CO2激光系统,输出为1毫微秒200焦耳,和一台双放电CO2激光器,输出力100毫微秒100焦耳。对前者，为了提髙能量输出，我们又制造了一台双带、多谱线横向激励大气压激光振荡器，还研究了高压(约15个大气压）电子束CO2激光振荡器。     

用电子束激发刻蚀法在硅上直接绘制图形

本文实例说明了采用X_eF_2源的电子束诱发表面反应可在硅上直接描绘图形。Si(100)的电子束激发腐蚀深度与电子剂量成正比;在10kV加速电压、4×10~(-3)C/cm~2剂量和5mTorr气压条件下,电子束激发腐蚀的刻蚀深度为500nm;采用X_eF_2源的电子激发刻蚀具有极高的、大约每个电子腐蚀100个硅原子的刻蚀率。并己用4×10~(-3)C/cm~2剂量加工出0.5μm线宽的图形。     

散迪厄的高功率HF化学激光器

美国散迪厄实验室已研制成4.2千焦耳的脉冲激光器,这是一台用电子束激励的氟化氢激光器。激光脉宽为20到30毫微秒;峰值功率约为2×10¹¹瓦。4.2千焦耳是该室以前制成的电子束激励的氟化氢激光器脉冲能量的近两倍。     

HgCdTe外延层注硼后的热脉冲退火

在液氮温度下对Hg_(0.64)Cd_(.36)Te外延层注~(11)B时(剂量为10~(15)cm~(-2),能量为250keV)所造成的晶体损伤成功地进行了退火。并用兆电子伏级的氦离子沟道和卢瑟福背散射(Rutherford backscattering)作了观察。退火是将样片用硅板盖上,在空气中用热脉冲方式来进行的(温度为260℃,时间是8秒)。二次离子质谱分析(SIMS)数据表明在退火时硼不会扩散,由电子束感应电流(EBIC)测出p—n结的结深为5.5μm,在这个外延层上制备的二极管的I—V曲线十分陡直,其反向击穿电压是12V,而在77K时的R_oA乘积≥10~7Ω·cm~2。