激光等离子体辐射流体力学程序RHDLPP及其在极紫外光刻光源中的应用

摘要

辐射流体力学模拟是研究激光等离子体的关键手段,能够在统一框架下自洽刻画流体运动、辐射输运与原子过程的强耦合演化,并为实验现象解释与参数优化提供定量预测依据.本文总结了课题组近年来开发的激光等离子体辐射流体动力学程序RHDLPP的总体框架与核心功能模块,并系统展示其在激光等离子体极紫外光刻光源模拟中的应用.RHDLPP以辐射流体动力学为主干,集成流体演化、热传导、激光传播与能量沉积、辐射输运、多物性状态方程与电离/辐射模型等模块,并与面向探测器观测几何的光谱后处理相结合,实现对等离子体时空演化及光谱等可观测量的自洽预测.在应用方面,本文给出了纳秒激光辐照固体锡(Sn)平面靶和液体Sn微滴靶产生等离子体的二维演化与EUV谱形模拟结果,讨论了温度、密度与光学厚效应对13.5 nm附近发射峰与自吸收特征的影响,定量评估了带内输出与角分布规律.此外,结合考虑表面张力的多相流模型,模拟了纳秒与皮秒预脉冲诱导的微滴形变过程,并在此基础上构建主脉冲作用于形变靶的耦合模拟流程,为预脉冲整形与靶形态优化,进而提升带内辐射性能提供了可计算的物理依据与方法学支撑.

关键词

激光等离子体 / 辐射流体力学程序 / 极紫外光刻光源