2024年12月19日,中国核工业教育学会第二届优秀博士学位论文学术交流会在古都西安举行。我室预聘副研究员张耀老师博士学位论文《稳态微聚束储存环纵向强聚焦研究》荣获中国核工业教育学会优秀博士学位论文一等奖,并于大会上做了分享报告。该论文同时也是清华大学2022年度优秀博士学位论文(https://mp.weixin.qq.com/s/mXv72ZpP1R0osW_HyWmyKQ),当前正由清华大学出版社出版中,已完成三审三校。
论文面向大功率极紫外(EUV)辐射,针对未来更先进的光刻工艺需求,探索基于电子加速器方案的新型大功率EUV光源方案——稳态微聚束(SSMB)纵向强聚焦。该方案结合了自由电子激光高峰值功率和储存环光源高重复频率的特点,是大功率短波长加速器光源的新生力量。但由于产生千瓦级EUV光需要在储存环内稳定地实现长度小于三纳米的微束团,相比传统储存环束团长度短六个数量级,挑战极大。面对其中的关键物理问题,论文系统性研究了四个内容:
形成以下主要创新点:
1、构建了LM物理模型,首次给出其纵向传输矩阵与激光和波荡器参数的解析关系,从而可实现宽度在微米量级的LM势阱;
2、提出一套优化储存环稳态纵向发射度的方法,可用于设计极低纵向发射度的储存环lattice,环内束团长度可降低至数十纳米;
3、建立了双LM储存环纵向强聚焦理论,完成了清华SSMB EUV光源纵向强聚焦储存环的设计,模拟实现了长度2.1纳米的稳态微束团,相比于传统储存环短六个量级;
4、给出任意束团在波荡器内的相干辐射能谱和功率解析式,可快速计算SSMB和自由电子激光辐射,时间从小时降至分钟量级。首次给出SSMB EUV光斑、能谱和功率,辐射能量相对LPP方案更集中,单能性更好,功率约3200瓦。
中国核工业教育学会成立于1992年,是民政部批准成立,由教育部主管的国家一级教育学会,也是我国核行业唯一的国家一级教育学会。此次中国核工业教育学会优秀博士学位论文评选和交流会旨在推进核工业领域的创新发展和人才培养,激励高校和教师潜心育人,推动学位论文质量逐步提高。此次活动汇聚了核领域的顶尖智慧,吸引了来自知名高校、科研院所、企业等200余家单位的近300名专家学者与博士生及高校老师。