在半导体光刻、精密检测、显微成像等领域, 光源是这些应用技术链的“第一推动力”,是后续测量、加工和分析的根本前提,选择什么样的光源,直接决定了能达到的精度、速度和效果。传统光源(如氙灯、氘灯、卤钨灯)在使用中,存在三大核心短板:
①亮度不足:尤其在深紫外波段,光输出微弱。
②寿命短:普遍在数千小时内亮度衰减超过50%,需频繁更换灯管与校准。
③长期稳定性差:随着电极材料损耗,亮度持续降低与等离子空间体位置偏移影响稳定性。
三大核心短板症结在于“电致发光”机制本身。激光驱动等离子体光源采用“光致发光”原理,从根本上改善了这些问题,在亮度、光谱、稳定性及寿命上实现了跨越式提升。
通过灯泡的电极高压击穿,将氙气转化为吸收性等离子体,随后采用激光器发射连续激光聚焦在等离子体上,并稳定维持其辐射。电极的唯一作用是点火启动,一旦稳定工作后,电极即“功成身退”。与传统的氙灯相比,激光驱动等离子体光源具有辐射亮度极高、宽光谱、长寿命等显著特点,可应用在多种精密检测和计量应用。

电子、离子和中性原子之间的碰撞,光谱结构会因斯塔克效应而增宽成准连续态,输出170-2500nm的谱段。单一光源就能够覆盖需要的各种波长,极大简化了光学系统。

激光维持的等离子体温度可达20,000K,远超传统氙灯。这意味着原子激发程度更高,辐射强度显著增强,尤其是深紫外光的输出得到极大提升。
离子体发光点的尺寸与功率水平相当的传统氙灯相比大大缩小,可达μm级,直接带来更高的功率密度与更优的光学耦合效率。
如下图,传统短弧氙灯电极间隙为1-3mm;100W左右激光驱动等离子体光源,等离子体半高全宽尺寸为137x363μm。

传统短弧氙灯因电极材料持续蒸发并附着于灯泡内壁,导致透光率下降,在2000小时内光输出可衰减至初始值的50%。同时,电极烧蚀还会改变等离子体空间位置,造成光束漂移,在探测端引入噪声,因此必须定期停机校准。
激光驱动等离子体光源在稳定运行时,等离子体与电极不接触,电极损耗时间大大延长,光源寿命可达10,000小时。同时,其等离子体发光点位置由激光光学聚焦系统决定,聚焦位置固定,空间稳定性极好。
同时光源的输出功率稳定性直接依赖于激光器的温度稳定性。我们采用TEC进行精确温控,从而确保输出功率稳定性长期优于<0.3%。

PHO系列激光驱动等离子体光源,纯国产化,提供多种输出功率可选。

| 产品型号 | PHO-4X | PHO-60X |
| 波长范围 | 170-2500nm | 170-2500nm |
| 输出光总功率 | >4W | >60W |
| 数值孔径 | 0.5 | 0.5 |
| 功率稳定性 | ±0.2% | ±0.3% |
| 输出方式 | 自由空间输出 | 自由空间输出 |
| 使用寿命 | 10,000H | 10,000H |
| 发光点尺寸 | 137x363μm | 900x1000μm |
| 状态监测 | 内置光功率监测和温度监测模块 | |
2025-04-01
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