CN115380441A - 光学放大器系统中的气体混合物控制 - Google Patents

光学放大器系统中的气体混合物控制 Download PDF

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Abstract

一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，包括：输入端，被配置为流体连接到该光学放大器系统以接收气体混合物；输出端，被配置为流体连接到该光学放大器系统，以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及该输入端和该输出端之间的捕集结构。该捕集结构被配置为与通过该输入端从该光学放大器系统接收到的该气体混合物相互作用。该捕集结构包括捕集表面，气体混合物跨过该捕集表面。该捕集表面限定了外层，该外层具有由至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。

Description

光学放大器系统中的气体混合物控制
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年4月11日提交的标题为“GAS MIXTURE CONTROL IN OPTICALAMPLIFIER SYSTEM”的美国专利申请第63/008,701号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
所公开的主题涉及一种用于在产生经放大的光束的光学放大器系统中处理气体混合物的系统和方法。
背景技术
在半导体光刻(或光刻法(photolithography))中，光刻曝光装置(也称为扫描仪)是将期望的图案施加到衬底的目标区域上的机器。替代地称为掩模或掩模版的构图设备可以用于产生要形成的期望图案。通常通过在衬底上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上成像来完成图案的传递。
衬底被光束照射，该光束的波长在紫外范围内，介于可见光和x射线之间，因此具有的波长在约10纳米(nm)至约400nm之间。因此，光束可以具有在深紫外(DUV)范围中的波长，例如，其中波长可以从约100nm到约400nm，或在极紫外(EUV)范围中的波长，其中波长在约10nm和约100nm之间。这些波长范围是不精确的，并且在光是否被认为是DUV或EUV之间可能有重叠。例如，DUV准分子激光器通常用于产生光束。DUV准分子激光器的示例包括波长为248nm的氟化氪(KrF)激光器和波长为193nm的氟化氩(ArF)激光器。
在EUV系统和DUV系统两者中，需要从光学放大器系统中产生经放大的光束，在光学放大器系统中，增益介质被供应能量以产生经放大的光束。
发明内容
在一些一般方面，一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统包括：输入端，其被配置为流体连接到光学放大器系统以接收气体混合物；输出端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统，以向该光学放大器系统提供经修饰(modified)的气体混合物；以及输入端和输出端之间的捕集结构。捕集结构被配置为与通过输入端从光学放大器系统接收到的气体混合物相互作用。捕集结构包括捕集表面，气体混合物跨过(pass across)该捕集表面经过。捕集表面限定了外层，该外层具有由至少为10或至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，气体混合物控制系统可以进一步包括输入端和输出端之间的热交换器。热交换器可以被配置为相对于气体混合物调整经修饰的气体混合物的温度。热交换器可以是盘管型热交换器。热交换器可以是板式盘管型热交换器。捕集结构可以形成在热交换器上。捕集结构可以形成在热交换器的最靠近输入端的区域，并且捕集结构可以在热交换器的范围的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部上延伸。热交换器可以包括热交换表面，该气体混合物跨该热交换表面流动，该热交换表面是导热的。热交换表面可以涂覆有催化剂，该催化剂具有由至少为10或至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。催化剂可以被配置为氧化气体混合物中的离解分子，从而形成经修饰的气体混合物。催化剂可以包括贵金属。贵金属可以选自由以下组成的组：铂、钯和金。捕集表面外层可以是热交换器的热交换表面的高度多孔部分。热交换器的热交换表面的高度多孔部分可以包括高度多孔的铜，其中孔的尺寸至少与气体混合物中污染物颗粒的尺寸一样大。外层的高度多孔部分可以定位在输入端附近。外层的高度多孔部分可以覆盖热交换表面的至少20％、至少30％、至少50％、至少50％、约50％或全部。
在其他一般方面，一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统包括：输入端，其被配置为流体连接到光学放大器系统，以从光学放大器系统接收气体混合物；输出端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统，以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及输入端和输出端之间的捕集结构。捕集结构被配置为与通过输入端从光学放大器系统接收到的气体混合物相互作用。捕集结构包括捕集表面，气体混合物跨过该捕集表面。捕集表面在几何基层上限定了外多孔层。外多孔层的相互作用表面积至少是几何基层的相互作用表面积的十倍。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，几何基层可以包括热交换翅片(fin)。
捕集表面外多孔层可以覆盖几何基层的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部。
捕集表面外多孔层可以覆盖几何基层的第一部分，而几何基层的第二部分可以没有捕集表面外多孔层。第二部分可以在第一部分和输出端之间。几何基层的第二部分可以是导热表面，该导热表面被配置为从气体混合物中移除热量，以形成具有比气体混合物更低温度的经修饰的气体混合物。第二部分可以包括催化剂，该催化剂被配置为氧化气体混合物内的离解分子，从而形成经修饰的气体混合物。
捕集表面外多孔层可以覆盖几何基层的全部。
外多孔层可以具有由孔隙度限定的相互作用表面积，该孔隙度具有足够大的孔径以捕集气体混合物内的固体颗粒，并且使涂覆几何基层的气体混合物内的固体颗粒数量减少一半。
在其他一般方面，一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统包括：输入端，其被配置为流体连接到光学放大器系统，以从光学放大器系统接收气体混合物；输出端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统，以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；输入端和输出端之间的捕集结构；以及捕集结构和输出端之间的气体混合物装置。捕集结构被配置为与通过输入端从光学放大器系统接收到的气体混合物相互作用并且捕获气体混合物中的颗粒。气体混合物装置被配置为调整气体混合物的一种或多种特性以形成经修饰的气体混合物。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，捕集结构可以包括限定外多孔层的捕集表面。外多孔层可以被配置为捕获气体混合物中的颗粒。捕集结构的外多孔层可以形成在气体混合物装置的相互作用表面的至少一部分上。
气体混合物装置可以包括相互作用表面。相互作用表面可以被配置为调整气体混合物的一种或多种特性以形成经修饰的气体混合物。相互作用表面可以是热交换表面。相互作用表面可以是催化转化器。气体混合物可以包括一氧化碳(CO)，并且经修饰的气体混合物可以通过由于与催化转化器的相互作用而氧化形成并且可以包括二氧化碳(CO2)。
被捕集结构捕获的颗粒可以是在光学放大器系统操作期间产生的固体颗粒。固体颗粒可以包括二氧化硅(SiO2)。
在其他一般方面，一种用于产生光的方法包括：向光学放大器系统中的至少一个光学放大器的增益介质供应泵浦能量以产生经放大的光束；以及在光学放大器操作期间用经修饰的气体混合物补充气体混合物。增益介质是管内气体混合物的形式。用经修饰的气体混合物补充气体混合物包括：使至少一些气体混合物流出管；从气体混合物中移除固体颗粒；在从气体混合物中移除固体颗粒之后，使气体混合物与被配置为冷却气体混合物的热交换器相互作用从而形成经修饰的气体混合物；以及将经修饰的气体混合物导回管中。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，从气体混合物中移除固体颗粒可以包括将固体颗粒捕集在形成于热交换器上的外多孔层的孔内。
补充可以进一步包括氧化气体混合物的离解分子，从而形成经修饰的气体混合物。氧化气体混合物的离解分子可以包括使气体混合物与施加到热交换器的催化剂相互作用。
在其他一般方面，光源包括：光学放大器系统，其包括一个或多个光学放大器，每个光学放大器包括气体混合物形式的增益介质；以及热交换器，其被流体连接以通过流体输入端口接收光学放大器系统的气体混合物，并且通过流体输出端口将经修饰的气体混合物返回到光学放大器系统。当从能量源供应能量来泵浦增益介质时，气体混合物形式的增益介质产生经放大的光束。热交换器包括捕集结构，该捕集结构被配置为从气体混合物中移除固体颗粒。固体颗粒是在光学放大器系统操作期间产生的。在固体颗粒已经被移除之后，热交换器被配置为冷却气体混合物，从而形成经修饰的气体混合物。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，捕集结构可以包括限定外多孔层的捕集表面。外多孔层可以被配置为移除气体混合物中的固体颗粒。
附图说明
图1是包括捕集结构和气体混合物装置的气体混合物控制系统的框图。
图2A至图2D是图1的气体混合物控制系统的各个实现方式的框图。
图3是图1的气体混合物控制系统的实现方式的示意图，其中气体混合物装置是盘管型(coil type)热交换器，并且捕集结构形成在盘管型热交换器的区域。
图4A是图3的热交换器的基底材料的实现方式的示意图，其中基底材料包括光滑的相互作用表面。
图4B是图3的热交换器的基底材料的另一个实现方式的示意图，其中基底材料具有包括翅片的相互作用表面。
图4C是图3的热交换器的基底材料的另一个实现方式的示意图，其中基底材料具有包括高度多孔膜的相互作用表面。
图5是图1的气体混合物控制系统的实现方式的示意图，其中气体混合物装置是板式盘管型热交换器，并且捕集结构形成在板式盘管型热交换器的区域。
图6是包括光学放大器系统和图1的气体混合物控制系统的驱动激光器系统的实现方式的框图。
图7是包括图6的驱动激光器系统、目标材料递送系统和光束递送系统的极紫外(EUV)光系统的实现方式的框图。
图8是图6的驱动激光器系统的光学放大器系统的实现方式的框图。
图9是包括图7的EUV光系统的光刻系统的实现方式的框图。
图10是用于在光学放大器系统中产生光的过程的流程图，该过程通过以气体混合物的形式向增益介质供应泵浦能量并且在光学放大器系统操作期间补充气体混合物。
具体实施方式
参考图1，气体混合物控制系统100包括相对于气体混合物装置106设置的捕集结构104，气体混合物装置106被配置为与从光学放大器系统(诸如图6中所示的光学放大器系统626或图8中所示的光学放大器系统826)接收到的气体混合物110相互作用。气体混合物110包括气体增益介质，该气体增益介质是光学放大器系统内的活性介质，并且因此有助于从光学放大器系统产生经放大的光束。气体混合物110还包括可以在光学放大器系统的操作期间产生的污染物颗粒111。这些污染物颗粒111，如果留在气体混合物110中，会降低气体混合物装置106和气体混合物110之间相互作用的有效性。污染物颗粒还可以降低气体混合物110中的气态增益介质的有效性。并且，因此，气体混合物装置106的寿命缩短。捕集结构104被配置为捕获气体混合物110内的这些污染物颗粒111。捕集结构104被设计和定位在气体混合物控制系统100内，以防止或显著减少气体混合物110中与气体混合物装置106相互作用的污染物颗粒111的数量。以此方式，气体混合物装置106暴露于更少的污染物颗粒111，并且保持了气体混合物110和气体混合物装置106之间的相互作用，并且增加了气体混合物装置106的寿命。气体混合物装置106和气体混合物110之间的相互作用导致气体混合物110的一种或多种特性的调整，以形成被反馈回光学放大器系统中的经修饰的气体混合物112。
气体混合物控制系统100包括：壳体107，其被配置为将流过控制系统100的气体混合物110保持在内部腔101中；输入端102，其被配置为从光学放大器系统接收气体混合物110；以及输出端103，其被配置为向光学放大器系统提供或返回经修饰的气体混合物112。输入端102和输出端103中的每一者都被配置为流体连接到光学放大器系统。捕集结构104在输入端102和输出端103之间定位在壳体107的内部腔101中，并且气体混合物装置106在捕集结构104和输出端103之间定位在壳体107的内部腔101中。气体混合物110一般沿着或穿过控制系统100沿着X方向从输入端102流向输出端103。以此方式，捕集结构104被布置成使得气体混合物110在与气体混合物装置106相互作用之前与捕集结构104相互作用。因此，污染物颗粒111可以在气体混合物110与气体混合物装置106相互作用之前从气体混合物110中移除。
捕集结构104是任何三维形状或设计，其具有沿着X、Y和Z方向中的任一个或全部的范围。捕集结构104可以形成为另一个设备表面上的涂层，或捕集结构104可以是固体结构。捕集结构104包括捕集表面108，该捕集表面限定外多孔层105，该外多孔层被配置为捕获气体混合物110内的污染物颗粒111。
在一些实现方式中，气体混合物装置106是热交换器，其被配置为相对于气体混合物110调整经修饰的气体混合物112的温度。热交换器将气体混合物110内的热能传递到冷却介质(或冷却剂)中。此热量可以通过传导、对流、辐射或通过这些热传递方法的任意组合从较高温度区域(气体混合物110)传递到较低温度区域(冷却剂)。热能传递是被动的，这意味着它不依赖任何另外的能量来促进能量传递。
在这些实现方式中，使得气体混合物110能够跨气体混合物装置106的相互作用表面109流动，相互作用表面109充当热交换表面。相互作用表面109是导热的热交换表面。在光学放大器系统的操作期间，能量被传递到气体混合物110内的增益介质，并且气体混合物110的温度升高。此类温度的升高会导致光学放大器系统的操作中不希望的低效率。因此，通过气体混合物装置106的热交换器来调节气体混合物110的温度，从而确保光学放大器系统的温度保持在合理的范围内。作为热交换器，气体混合物装置106可以具有盘管的形状(诸如图3中所示)，其中冷却剂流过盘管的内部，并且相互作用表面109对应于盘管的外表面。在气体混合物装置106是热交换器的其他实现方式中，诸如图4中所示，气体混合物装置106可以具有板的形状，其中用于冷却剂的流体路径设置在板的内部，并且相互作用表面109对应于板的外表面。
在一些实现方式中，尽管不是必需的，但气体混合物装置106的相互作用表面109涂覆有催化剂(诸如图4C的高度多孔膜424C)。催化剂可以包括贵金属。在这些实现方式中，气体混合物装置106还充当催化转化器。
气体混合物110中的污染物颗粒111可以在光学放大器系统的操作期间形成。例如，当气体混合物110流过光学放大器系统的部件时，可以从光学放大器系统内与气体混合物110接触的部件表面被蚀刻固体颗粒。例如，可以从光学放大器系统中的部件(诸如由石英制成的放电管)的表面蚀刻二氧化硅(SiO2)或其他晶体结构、物质或分子。此类固体颗粒可以随着气体混合物110的流动而跨这些部件表面传递。固体污染物颗粒111通过输入端102与气体混合物111一起传递到气体混合物控制系统100的内部101中。在不减轻这些污染物颗粒111的影响的情况下，污染物颗粒111的层将积聚在气体混合物装置106的相互作用表面109上。并且，相互作用表面109上的此层污染物颗粒111用于防止或降低气体混合物装置106和气体混合物110之间的相互作用的有效性。当此情况发生时，气体混合物装置106不足以调整气体混合物110的一种或多种特性来形成被提供回光学放大器系统的经修饰的气体混合物112。这种不足导致光学放大器系统的效率降低，并且最终导致光学放大器系统停止正常操作。
作为另一个示例，在包括气体混合物装置106的相互作用表面109上的催化剂涂层的实现方式中，气体混合物装置106进一步充当催化转化器，该催化转化器被配置为氧化气体混合物110内的离解分子。特别地，在光学放大器系统是二氧化碳(CO2)激光放大器的一些实现方式中，光学放大器系统内的气体混合物110包括作为增益介质的CO2，该作为增益介质的CO2与诸如氦、氮、氢或水的其他分子或元素混合。在光学放大器系统的操作期间，能量通过放电的方式传递到CO2分子，并且这些CO2分子可以分解成一氧化碳(CO)和氧气(O2)。除非离解的分子被转换回增益介质的原始分子，否则CO2激光放大器的输出端功率会降低。相互作用表面109的催化剂涂层通过催化转化过程将离解的分子转化回原始分子。如果在相互作用表面109上形成催化剂涂层，其可以包括贵金属(诸如，金(Au)、铂(Pt)或钯(Pd))的高度多孔层。因此，在相互作用表面109的催化剂涂层上形成的固体污染物颗粒111层可以防止气体混合物110内的离解分子与催化剂涂层相互作用。因此，气体混合物110内的离解分子没有被充分氧化以形成增益介质的原始分子。在此情况下，光学放大器系统设置有经修饰的气体混合物112，该经修饰的气体混合物包括离解的分子和用于光学放大所需的较少分子，并且光学放大器系统的效率在操作期间降低。
因此，如本文所讨论的，气体混合物控制系统100被设计成包括捕集结构104，以与通过输入端102从光学放大器系统接收到的气体混合物110相互作用，并且捕获气体混合物110内的污染物颗粒111。为此，捕集结构104的捕集表面108上的外多孔层105包括孔，当气体混合物110跨捕集表面108流动时该孔捕获或捕集污染物颗粒111。外多孔层105可以由能够制成多孔结构并且不会化学改变或干扰气体混合物110内其余的增益介质分子的任何材料制成。例如，在一些实现方式中，多孔层105包括金属或金属合金，例如，铝、铜或铜合金。在其他实现方式中，多孔层105包括金属氮化物或金属碳化物。在其他实现方式中，多孔层105包括贵金属或贵金属合金，诸如金、铂或钯。
外多孔层105的孔隙度足够高以有效地捕集污染物颗粒。层105的孔隙度大大增加了层105的表面积，超过了通常用于内部腔101内的结构的表面积。孔隙度由粗糙度参数R限定，该粗糙度参数R是外多孔层105的相互作用表面105i的面积与几何基层114的相互作用表面114i的面积的比率。几何基层114包括捕集结构104的几何外表面。外多孔层105的相互作用表面105i的面积大于几何基层114的相互作用表面114i的面积。在一个实现方式中，为了在外多孔层105中捕集来自气体混合物110的污染物颗粒111，外多孔层105的粗糙度参数R至少为100。在另一个实现方式中，外多孔层105的粗糙度参数R至少为10或在10和1000之间的范围内。换句话说，外多孔层105的相互作用表面积可以例如比几何基层114的相互作用表面积大至少一个数量级、至少两个数量级或至少三个数量级。
外多孔层105的相互作用表面105i具有限定孔径(或范围)的孔隙度，该孔径足够大以捕集气体混合物110的污染物颗粒111。在一些实现方式中，相互作用表面105i上的孔105p的尺寸可以在亚纳米到约100微米的范围内。例如，外多孔层105可以将保留在气体混合物110中的污染物颗粒111的数量减少一半。以此方式，当气体混合物110跨外多孔层105的相互作用表面流动时，外多孔层105的相互作用表面105i上的孔105p通过将污染物颗粒111捕集在孔内来捕获气体混合物110内的污染物颗粒111。
对于捕集结构104和捕集表面108(其限定了外多孔层105)可能不仅执行捕获或包含气体混合物110内的污染物颗粒111的功能。例如，捕集表面108和外多孔层105可以执行氧化气体混合物110内的离解分子的氧化的另外的功能。在此类实现方式中，孔105p的尺寸可以在跨相互作用表面105i的尺寸范围内变化。例如，孔105p的尺寸可以跨相互作用表面105i从适于捕集污染物颗粒111的孔尺寸变化到适于用于氧化气体混合物110内的离解分子的孔尺寸。
捕集结构104和气体混合物装置106的其他布置是可能的。
参考图2A，捕集结构104的实现方式204A定位成邻近在气体混合物装置106的实现方式206A。捕集结构204A包括捕集表面208A，该捕集表面限定了外多孔层205A，该外多孔层被配置为捕获气体混合物110内的颗粒111。捕集结构204A定位在输入端102和气体混合物装置206A之间，使得在气体混合物110与气体混合物装置206A相互作用之前，污染物颗粒111被捕获在外多孔层205A的孔内。气体混合物装置206A包括相互作用表面209A以与气体混合物110相互作用并且在经修饰的气体混合物112反馈回光源系统之前形成经修饰的气体混合物112。气体混合物装置206A定位在捕集结构204A和邻近捕集结构204A的输出端103之间。在此实现方式中，气体混合物装置206A的相互作用表面209A可以包括或不包括用于与气体混合物110相互作用的另外的功能方面。
参考图2B，在其他实现方式中，捕集结构104被形成为捕集结构204B，该捕集结构204B在气体混合物装置106的实现方式206B上或与其集成。捕集结构204B包括捕集表面208B，该捕集表面限定外多孔层205B，该外多孔层被配置为捕获气体混合物110内的颗粒111。捕集结构204B形成在气体混合物装置206B上最靠近输入端102的气体混合物装置206B的区域215B处。以此方式，在气体混合物110与气体混合物装置206B相互作用之前，捕集结构204B捕获气体混合物110内的污染物颗粒111。区域215B可以沿着气体混合物装置206B的一部分或范围来限定，使得气体混合物装置206B的一部分(最靠近出口103)没有捕集结构204B。在图2B的示例中，捕集结构204B沿着X方向覆盖或延伸气体混合物装置206B的约50％。更一般地，捕集结构204B可以在气体混合物装置206B在X方向上的范围的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％或全部上延伸或覆盖。
气体混合物装置206B包括相互作用表面209B以与气体混合物110相互作用并且在经修饰的气体混合物112反馈回光源系统之前形成经修饰的气体混合物112。在此实现方式中，气体混合物装置206B的相互作用表面209B包括用于与气体混合物110相互作用的一个或多个另外的功能方面(诸如热交换功能)。
参考图2C，捕集结构104可以是捕集结构204C，该捕集结构204C形成在气体混合物装置206C上或与气体混合物装置集成。在该实现方式中，捕集结构204C及其外多孔层205C沿着气体混合物装置206C的整体延伸。以此方式，捕集结构204C的外多孔层205C执行两种功能。第一功能是在最靠近输入端102的区域中捕集污染物颗粒111。第二功能是用作气体混合物装置206C的相互作用表面209C，此类相互作用表面209C与气体混合物110相互作用，以在经修饰的气体混合物112被反馈回光源系统之前形成经修饰的气体混合物112。作为示例，相互作用表面209C可以构成热交换器，该热交换器被配置为相对于气体混合物110调整经修饰的气体混合物112的温度。
参考图2D，在其他实现方式中，捕集结构104是包括外多孔层205D的捕集结构204D，该捕集结构204D形成在气体混合物装置206D的第一部分上或与其集成。在这些实现方式中，没有被捕集结构204D的外多孔层205D覆盖的气体混合物装置206D的相互作用表面209D形成为第二外多孔层213D。捕集结构204D的外多孔层205D形成在气体混合物装置206D的最靠近输入端102的区域215D处。在图2D的示例中，捕集结构204D的外多孔层205D覆盖了气体混合物装置206D的范围的约50％。
第二外多孔层213D与气体混合物110相互作用以在经修饰的气体混合物112被反馈回光源系统之前形成经修饰的气体混合物112。因为捕集结构204D的外多孔层205D被定位成在气体混合物110与第二外多孔层213D相互作用之前从气体混合物110中移除(或基本上减少)污染物颗粒111，所以第二外多孔层213D的功能不会被污染物颗粒111破坏。
图3示出了该实现方式的示例，接下来将对其进行讨论。
在图3中，气体混合物控制装置100的实现方式300被设计成热交换器，其中气体混合物装置106是盘管型热交换器306。在此实现方式中，捕集结构104在热交换器306的最靠近输入端102的第一区域315a处形成为未涂覆且高度多孔的结构304。热交换器306的相互作用表面109是形成在第二区域315b处的热交换表面309。
热交换器306由基底材料322形成，该基底材料导热但不与气体混合物110发生化学反应。此外，热交换表面309可以由基底材料322形成或在基底材料322上形成。基底材料322被配置为盘管形状的中空管，其旋转轴线大体上沿着X方向延伸。基底材料322可以由例如金属(诸如铜、铝、铁、贵金属或此类金属合金，其包括钢和不锈钢)制成。基底材料322提供几何基层(几何形状或形状，诸如盘管)，其使能并且促进冷却剂320(其流过盘管)和气体混合物110之间的热交换。图4A至图4C相应地示出了基底材料322的具体实现方式422A-422C。
高度多孔结构304通过施加到热交换器306的基底材料的制造工艺在区域315a处形成在热交换器306上。例如，热交换器306的基底材料可以是金属，诸如铜或铜合金。形成高度多孔结构304的制造工艺可以包括在区域315a蚀刻或电化学处理热交换器306的基底材料中的一者，以将基底材料的最外层转化为高度多孔状态。在图3的示例中，结构304被形成为覆盖热交换器306的基底材料的约50％。当气体混合物110跨结构304的相互作用表面流动时，高度多孔结构304通过将污染物颗粒111捕集在孔内来捕获污染物颗粒111。
在一个示例中，形成高度多孔结构304的制造工艺可以包括松散粉末烧结和化学去合金化的组合过程。在该示例中，制造工艺的组合可以形成由高表面积和高流体渗透性两者限定的高度多孔结构304。松散粉末烧结是通过将金属粉末倾倒或振动到模具中，然后在压实压力下将金属粉末加热到烧结温度来进行的。化学去合金化是通过形成金属合金膜，然后用蚀刻剂蚀刻该膜以从前体金属合金中移除一种或多种合金来进行的。通过结合松散粉末烧结和化学去合金化，金属合金形成高度多孔的结构，通过松散粉末烧结具有高渗透性，通过化学去合金化具有高表面积(包括内表面和外表面两者)。
例如，可以通过混合等份的纯铜(Cu)和纯锌(Zn)粉末以及一定体积百分比(例如，50％、60％、70％或80％)的碳酸钾(K2CO3)粉末来进行松散粉末烧结。混合物可以在200兆帕(MPa)的压力下压实，并且在850℃的温度下烧结达4小时以形成高度多孔和高度可渗透的Cu-Zn合金。然后可以通过将Cu-Zn合金浸入氯化氢(HCl)中以蚀刻锌来进行化学去合金化，从而形成具有高渗透性和高表面积的高度多孔的铜结构。当热交换器306的基底材料是铜时，高度多孔结构304可以以此方式形成在热交换器306上。
如上所述，热交换器306的热交换表面309形成在第二区域315b处。热交换表面309是基底材料322的盘管形状。在一些实现方式中，诸如图4A中所示，盘管形状的表面409A是基底材料422A的光滑表面。形成盘管形状的光滑表面409A促进冷却剂320和流过表面409A的气体混合物110之间的热交换。
参考图4B，为了改善冷却剂320和气体混合物110之间的热交换，通过在基底材料422B上增加脊或翅片424B，相互作用表面409B的表面积增加到超过光滑表面409A的表面积。热交换很大程度上取决于这些翅片424B的形状和设计。因此，可以优化翅片424B的形状和尺寸以帮助最大化热量从气体混合物110到冷却剂320的传递。
参考图4C，在一些实现方式中，并且为了改善冷却剂320和气体混合物110之间的热交换，通过在基底材料422C的顶部添加高度多孔的层或膜424C，相互作用表面409C的表面积增加到超过光滑表面409A的表面积。高度多孔膜424C可以由贵金属(诸如金、铂或钯)或贵金属合金形成。
使用任何合适的制造工艺将高度多孔膜424C涂覆在相互作用表面409C上。形成高度多孔膜424C的制造工艺可以包括电化学去合金化、化学去合金化、电化学沉积和溅射沉积中的一者。
例如，通过首先在相互作用表面409C上涂覆金-银(Au-Ag)合金膜，然后在阴离子条件下用硝酸使Au-Ag合金膜去合金化以制备高度多孔的金膜424C，可以形成高度多孔的金膜作为高度多孔膜424C。
在另一个示例中，高度多孔的金膜可以通过电沉积和电化学去合金化的多循环过程形成为高度多孔膜424C。首先，在此示例中，通过电沉积在相互作用表面409C上形成金-锌(Au-Zn)合金的膜。其次，Au-Zn合金膜被电化学去合金化。接下来，通过电沉积在相互作用表面409C上形成另一个Au-Zn合金膜。循环重复电沉积和电化学去合金化的步骤，直到形成高度多孔的金膜424C。根据所使用的制造方法，可以实现高度多孔膜424C的孔径范围。此外，高度多孔膜424C的工作温度取决于制备高度多孔膜424C的所选择的制造工艺。
在一些实现方式中，高度多孔膜424C也可以用作催化剂，使得气体混合物110在与高度多孔膜424C相互作用时被氧化以形成经修饰的气体混合物112。在这些实现方式中，高度多孔膜424C由催化剂制成，该催化剂可以是在不受影响的情况下导致或加速化学反应(在此情况下为氧化)的任何物质。因此，膜424C的催化剂参与反应，但既不是反应物也不是它催化的反应的产物。例如，在这些实现方式中，高度多孔膜424C是金属物质，诸如铂、铑、钯或金，或这些元素的任意混合物。此外，例如，可以由至少为100的粗糙度参数R来限定用作催化剂的高度多孔膜424C。
再次参考图3，热交换器306在最靠近输入端102的区域315a包括未涂覆的高度多孔结构304。在一些实现方式中，热交换器306还可以包括高度多孔膜424C，作为热交换表面309上最靠近输出端103的区域315b处的涂层。例如，高度多孔膜424C可以形成为覆盖热交换器306的范围的约50％。
在操作中，气体混合物110跨未涂覆且高度多孔的结构304流动，并且气体混合物110内的污染物颗粒111被捕集在结构304的孔内。因此，当气体混合物110大体上沿着X方向跨热交换器306行进时，它将包含越来越少的污染物颗粒111，并且当气体混合物110到达涂覆在热交换表面309上的高度多孔膜424C时，气体混合物110内的污染物颗粒111不太可能堵塞膜424C的孔并且膜424C可以更高效地作为热交换器操作。在包括充当催化剂的高度多孔膜424C的实现方式中，当气体混合物110在区域315b处跨高度多孔膜424C流动时，气体混合物110被高度多孔膜424C更高效地氧化。从热交换表面309输出端的经修饰的气体混合物112被反馈回光源系统中。
参考图5，气体混合物控制装置100的实现方式500被设计成热交换器，其中气体混合物装置106是板式盘管型热交换器506。捕集结构104在最靠近输入端102的板式盘管型热交换器506的第一区域515a处形成为未涂覆且高度多孔的结构504。热交换器506的相互作用表面109是形成在第二区域515b处的热交换表面509。
类似于图3的热交换表面309，热交换表面509由基底材料522形成并且可以由基底材料522形成或在基底材料522上形成。在图5的示例中，基底材料522被配置为嵌有中空管的板，该中空管在X方向上线性延伸并且沿着Y方向偏移。每个中空管通过在Y方向上延伸的中空管的连接部分在一端与邻近的中空管连接。基底材料522促进冷却剂520(其流过嵌入板中的中空管)和气体混合物110之间的热交换。基底材料522可以是相应地参考图4A至图4C中示出的和描述的实现方式422A-422C中的一个。
同样类似于图3的高度多孔结构304，高度多孔结构504通过制造工艺中的一个(参考图3描述)在区域515a处形成在热交换器506上，包括在区域515a处蚀刻或电化学处理热交换器506的基底材料522。在图5的示例中，高度多孔结构504被形成为覆盖热交换器506的基底材料522的约50％。
在操作中，气体混合物110跨未涂覆的并且高度多孔结构504流动，并且气体混合物110内的污染物颗粒111被捕集在高度多孔结构504的孔内。板式盘管型热交换器506为高度多孔结构504提供了广阔的表面积，允许高度多孔结构504捕获更多的污染物颗粒111(与图3的盘管型热交换器306相比)。因此，当气体混合物110大体上沿着X方向跨板式盘管型热交换器506行进时，它将包含越来越少的污染物颗粒111。此外，板式盘管型热交换器506的膨胀表面积允许热交换器506更高效地并且以更高的速率从气体混合物110中移除热量。
在包括涂覆在热交换表面509上的高度多孔膜424C的实现方式中，当气体混合物110到达高度多孔膜424C时，气体混合物110内的污染物颗粒111不太可能堵塞膜424C的孔。此外，板式盘管型热交换器506提供了膜424C的更大的表面积(与盘管型热交换器306相比)。因此，膜424C可以更高效地作为热交换器操作。在包括充当催化剂的高度多孔膜424C的实现方式中，当气体混合物110在区域315b处跨高度多孔膜424C流动时，气体混合物110被高度多孔膜424C更高效地氧化。因为板式盘管型热交换器506提供了膜424C的膨胀表面积，所以膜424C可以包括大量的催化位点，当气体混合物110跨高度多孔膜424C流动时，增加了气体混合物110的氧化速率。
参考图6，气体混合物控制系统100可以被设计成从气体混合物610中移除污染物颗粒111，该气体混合物是在驱动激光器系统635中的光学放大器系统626的操作期间产生的。驱动激光器系统635包括光学放大器系统626以及其他光学部件，诸如前置放大器。驱动激光器系统635还包括气体混合物控制系统100。光学放大器系统626包括具有气体混合物610的至少一个光学放大器629，该气体混合物包括能够以高增益光学放大期望波长的分子增益介质、激发源(诸如电源)和内部光学器件。光学放大器629内的气体混合物610包含在封闭体积627(诸如管)内。光学放大器系统626的气体混合物610内的增益介质有助于从光学放大器系统626产生经放大的光束631。
该管可以是密封的。此外，该管可以容纳能量源，该能量源被配置为向管内的气体混合物610的增益介质供应能量。例如，能量源可以包括一对电极，该一对电极形成电势差，并且在操作中激发增益介质。
驱动激光器系统635还可以包括控制器634，该控制器执行各种任务，诸如监测光学放大器629和气体混合物控制系统100内的部件，基于监测的信息执行分析或计算，以及基于分析或计算的结果向驱动激光器系统635内的部件提供指令。
气体混合物610还包括在光学放大器系统626的操作期间产生的污染物颗粒111。可以在光学放大器系统626的操作期间形成污染物颗粒111。例如，当气体混合物610流过光学放大器系统的部件时，可以从光学放大器系统626内与气体混合物接触的部件表面蚀刻固体颗粒。例如，可以从光学放大器系统626中的封闭体积627的表面蚀刻二氧化硅(SiO2)或其他晶体结构、物质或分子。固体污染物颗粒111可以降低光学放大器系统626的效率，破坏来自光学放大器系统626的经放大的光束631的产生。
来自光学放大器629的气体混合物610从光学放大器629的封闭体积627流出，通过封闭的管道或管632流向气体混合物控制系统100，并且作为气体混合物110通过输入端102流入壳体107的内部101。在与捕集结构104和气体混合物装置106相互作用之后，经修饰的气体混合物612通过输出端103流出壳体107，并且流过封闭的管道或管633，进入光学放大器629的封闭体积627，以便在经放大的光束631的操作和产生期间重新使用。管道632、633可以由诸如不锈钢、铝或金属合金的材料制成，该材料不会与分别流过管道632、633的气体混合物610或经修饰的气体混合物612发生反应。
当气体混合物与气体混合物控制系统100的捕集结构104相互作用时，捕集结构104捕获气体混合物610内的污染物颗粒111。捕集结构104被设计和定位在气体混合物控制系统100内，以防止或显著减少与气体混合物装置106相互作用的污染物颗粒111的数量，并且降低光学放大器系统626的效率。如上描述的，捕集结构104的捕集表面108上的外多孔层105包括孔，当气体混合物610跨捕集表面108流动时该孔捕获或捕集污染物颗粒111。以此方式，气体混合物控制系统100从光学放大器系统626操作期间形成的气体混合物610中移除污染物颗粒111，增加了光学放大器系统626的效率和寿命。
气体混合物控制系统100的气体混合物装置106调整气体混合物610的一种或多种特性以形成被反馈回光学放大器系统626中的经修饰的气体混合物612。例如，气体混合物装置106可以是热交换器(诸如图3的热交换器306或图5的热交换器506)，用于调整气体混合物110的温度以形成经修饰的气体混合物612。因此，例如，控制器634可以监测管道632内的气体混合物110的温度，确定气体混合物610的温度，并且向气体混合物装置106发送信号，以将气体混合物610的温度调整到特定值从而形成经修饰的气体混合物612，该经修饰的气体混合物通过管道633反馈回光学放大器系统626。
在光学放大器系统626的操作期间，能量被传递到气体混合物610内的增益介质，并且气体混合物610的温度升高。气体混合物610的温度升高会导致光学放大器系统626的操作中的额外的低效率。因此，在包括气体混合物装置106作为热交换器的示例中，气体混合物610的温度由气体混合物装置106调节，从而确保光学放大器系统626的温度保持在合理的范围内。
气体混合物控制系统100还可以用于从气体混合物610中移除污染物颗粒111，该气体混合物是在作为极紫外(EUV)光系统的一部分的光学放大器系统626的操作期间产生的。参考图7，EUV光系统740包括：图6的驱动激光器系统635(光源)，其产生经放大的光束631；目标材料递送系统748，其被配置为产生目标材料743；以及光束递送系统745，其被配置为接收从驱动激光器系统635发射的经放大的光束631并且将经放大的光束631朝向接收目标材料743的目标位置750引导。光束传输系统745包括光束传输系统746和最终聚焦组件747，该最终聚焦组件将经放大的光束631聚焦在焦点位置742。经放大的光束631和目标材料743之间的相互作用产生发射EUV光或辐射751的等离子体744。光收集器755收集并且引导所收集的EUV光752朝向光学装置754，诸如光刻工具。
极紫外光系统740或驱动激光器系统635包括气体混合物控制系统100，该气体混合物控制系统从光学放大器629接收包括污染物颗粒111的气体混合物110，移除气体混合物610中的污染物颗粒111，并且将经修饰的气体混合物612重新引入光学放大器629。气体混合物控制系统100还可以调整气体混合物610的一种或多种特性以形成反馈回光学放大器629中的经修饰的气体混合物612。以此方式，气体混合物610被有效地保持以供光学放大器629使用。
光学放大器629可以具有或不具有形成激光腔的激光镜或其他反馈设备。因此，即使没有激光腔，由于光学放大器629的增益介质中的粒子数反转，驱动激光器系统635也产生经放大的光束631。此外，如果存在激光腔来向驱动激光器系统635提供足够的反馈，则驱动激光器系统635可以产生作为相干激光束的经放大的光束631。术语“经放大的光束”涵盖以下中的一者或多者：来自驱动激光器系统635的光，其仅被放大但不一定是相干激光振荡；以及来自驱动激光器系统635的光，其被放大且也是相干激光振荡。
驱动激光器系统635中的光学放大器629可以包括作为气体混合物610的填充气体，该填充气体包括CO2并且可以放大波长在约9100nm和约11000nm之间的光，并且特别是约10600nm的光。在驱动激光器系统635中使用的合适的放大器和激光器可以包括脉冲激光设备，例如脉冲气体放电CO2激光设备，其产生约9300nm或约10600nm的辐射，例如具有DC或RF激发，以相对高的功率(例如10kW或更高)和高脉冲重复率(例如50kHz或更高)操作。驱动激光器系统635中的光学放大器629还可以包括冷却系统，诸如液体冷却系统，当以较高功率操作驱动激光器系统635时可以使用该冷却系统。液体冷却系统可以采用水，水可以保持在比光学放大器更低的温度。
在一些实现方式中，如图8中所示，示例性光学放大器系统826包括充当前置放大器862的第一放大器和多个861光学放大器829。前置放大器862可以是扩散冷却的CO2激光器，诸如康涅狄格州法明顿的TRUMPF公司生产的TruCoax CO2激光器。多个861内的光学放大器829可以是具有无磨损气体循环和电容射频激励的快速轴向流高功率CO2激光器，诸如由康涅狄格州法明顿的TRUMPF公司生产的TruFlow CO2激光器。
再次参考图7，最终聚焦组件747聚焦经放大的光束631，使得光束631的直径在聚焦区域742中最小。换句话说，最终聚焦组件747使得经放大的光束631中的辐射在传播方向749上向聚焦区域742传播时会聚。在不存在目标材料743的情况下，随着光束631在方向749上远离聚焦区域742传播，经放大的光束631中的辐射发散。
最终聚焦组件747是光束传输系统745的一部分，其修饰经放大的光束631的波前以改变其光束发散度并且使其聚焦在焦点位置742。最终聚焦组件747可以包括一个或多个透射光学元件，每个都具有弯曲表面，或一个或多个反射光学元件，每个都具有弯曲表面。
光收集器755捕获从等离子体744发射的EUV光751中的至少一些并且将捕获的光学752引导到光学装置754，该光学装置在特定应用中使用捕获的极紫外光752。光收集器755具有位于或靠近目标位置750或焦点位置742的第一焦点，以及位于中间位置753的第二焦点(也称为中间焦点)，其中EUV光752可以从极紫外光系统740输出并且可以输入到光学装置754。
经放大的光束631是脉冲光束，并且它包括聚焦在焦点位置742的至少第一组脉冲，以使得经放大的光束631和目标材料743之间能够相互作用，从而使得目标材料743被转换成发射极紫外光751的等离子体744。焦点位置742需要足够靠近目标材料743，以使得经放大的光束631能够以使得目标材料743被转换成发射极紫外光751的等离子体的方式与目标材料743相互作用。因此，对于焦点位置742可能与目标位置750重叠，但实际上不与目标材料743重叠。在其他实现方式中，焦点位置742与目标材料743重叠。
经放大的光束631可以可选地包括第二组脉冲，该第二组脉冲以某种方式调节目标材料743，但是不相互作用以使目标材料743被转换成发射极紫外光751的等离子体。此第二组脉冲可以在空间和时间上与第一组脉冲沿着相同的光束路径散布。例如，第二组脉冲可以被配置为在目标材料743到达目标位置750之前与目标材料743相互作用，以便在目标材料743到达目标位置750之前修饰目标材料743的几何分布。第二组脉冲可以称为“预脉冲”或预脉冲束。
此外，尽管在图7中仅示出了一个被引导到目标位置750的经放大的光束631，但是在其他实现方式中，驱动激光器系统635可以沿着空间上不同的光束路径或在时间上彼此偏移的重叠光束路径产生两个或更多个经放大的光束631。例如，在最终聚焦组件747的输出端处，预脉冲光束可以被朝向第一目标位置引导，主光束可以被朝向第二目标位置(目标位置750)引导。
参考图9，在一些实现方式中，极紫外光系统740用在光刻系统960中，以向诸如光刻曝光学装置965的光学装置供应极紫外(EUV)光752。光刻系统960包括一个或多个主控制器968，该一个或多个主控制器连接到一个或多个控制或致动系统963，该一个或多个控制或致动系统连接到极紫外光系统740内的部件。
EUV光752被引导到光刻曝光装置965，该光刻曝光装置使用此光752在晶片966上形成图案。EUV光752可以被引导通过照明器967，该照明器可以包括光学元件(诸如反射光学元件)，该光学元件修饰诸如EUV光752的波前曲率的方面。例如，照明器967可以包括一个或多个反射器，该一个或多个反射器涂覆有能够反射尽可能多的EUV光752的特殊涂层(诸如多层涂层)。因为此类反射器倾向于吸收一些EUV光752，所以使用尽可能少的反射器可能是有利的。
离开照明器967的EUV光752被引导到反射掩模970。离开反射掩模970的EUV光752被引导通过一组投影光学器件968，该组投影光学器件包括一个或多个反射器，该一个或多个反射器涂覆有用于反射EUV光752的特殊涂层并且还被配置为将EUV光752聚焦到晶片966。投影光学器件组968调整对于照射在晶片966上的EUV光752的角度范围，并且使能发生图像从反射掩模970传递到晶片966上的光刻胶上。例如，投影光学器件组968可以包括一系列四至六个曲面镜，从而减小图像的尺寸并且将图像聚焦到晶片966上。这些反射镜中的每一个都轻微地弯曲EUV光752以形成将被传递到晶片966上的图像。
此外，除了其他特征之外，光刻曝光装置967可以包括光刻控制器972、空调装置和用于各种电气部件的电源。在一些实现方式中，晶片966承载在晶片台973上并且浸没介质974可以被供应以覆盖晶片966用于浸没光刻。在其他实现方式中，晶片966没有被浸没介质974覆盖。
可以使用任意数量的过程步骤来处理晶片966，这些过程步骤可以是诸如蚀刻、沉积和使用不同掩模的光刻过程的过程步骤的组合中的一者或多者，以在晶片材料或沉积在晶片上的材料中形成开口的图案(诸如凹槽、通道或孔)。
参考图10，执行过程1080以产生光。可以针对包括光学放大器系统626和气体混合物控制系统100(图1至图6)的驱动激光器系统635来执行程序1080。程序1080也可以相对于气体混合物控制系统100的任一实现方式来执行，包括例如气体混合物控制系统200A、200B、200C和200D(相应地在2A至图2D的图中)，以及气体混合物控制系统500和600，它们每个都被设计成热交换器(相应地在图5和图6中)；以及光学放大器系统826(图8)的实现方式。在下文中，关于驱动激光器系统635、光学放大器系统626和气体混合物控制系统100来讨论程序1080。
过程1080包括向光学放大器的增益介质供应泵浦能量以产生经放大的光束(1081)。例如，可以向光学放大器系统626中的光学放大器629的封闭体积627内的气体混合物610供应泵浦能量，以产生经放大的光束631。泵浦能量可以通过电极供应给气体混合物610内的增益介质。经放大的光束631由光学放大器629内的气体混合物610的增益介质中的粒子数反转(population inversion)产生。
在光学放大器的操作期间，气体混合物补充有经修饰的气体混合物(1082)。例如，在光学放大器系统626的操作期间，供应给气体混合物610内的增益介质的泵浦能量导致气体混合物610的温度升高，并且气体混合物610的此温度升高会导致光学放大器系统626的操作效率低下。因此，气体混合物610被温度低于气体混合物610的经修饰的气体混合物612替代。
为了用经修饰的气体混合物612补充气体混合物610，至少一些气体混合物流出封闭体积(1083)。例如，来自光学放大器629的气体混合物610通过封闭的管道或管632朝向气体混合物控制系统100流出光学放大器629的封闭体积627。气体混合物通过输入端102流入气体混合物控制系统100的壳体107的内部101。
从气体混合物中移除固体污染物颗粒(1085)。作为示例，当气体混合物610与气体混合物控制系统100的捕集结构104相互作用时，捕集结构104捕获气体混合物610内的固体污染物颗粒111。如上描述的，在一些实现方式中，捕集结构104的捕集表面108上的外多孔层105包括孔，当气体混合物610跨捕集表面108流动时该孔捕获或捕集固体污染物颗粒111。
在从气体混合物中移除固体污染物颗粒之后(1085)，气体混合物与被配置为冷却气体混合物的热交换器相互作用，从而形成经修饰的气体混合物(1087)。例如，气体混合物610与气体混合物控制系统100的气体混合物装置106相互作用。
经修饰的气体混合物被引导回到光学放大器系统的封闭体积中(1089)，从而在光学放大器系统的操作期间用经修饰的气体混合物补充气体混合物(1082)。例如，在与捕集结构104和气体混合物装置106相互作用之后，经修饰的气体混合物612通过输出端103流出壳体107的内部101，并且流过封闭的管道或管633并且进入封闭的体积627。
以此方式，光学放大器629耗尽了在低效温度下操作的气体混合物610，并且补充了具有降低的温度的经修饰的气体混合物612。此外，因为在气体混合物610被气体混合物装置106的热交换器冷却之前，污染物颗粒111从气体混合物610中被移除，所以此补充被更高效地执行。总的来说，在光学放大器系统626的操作期间，用经修饰的气体混合物612高效地补充气体混合物610提高了光学放大器系统626的效率，并且通过光学放大器系统626提供了用于经放大的光束631的高效形成。
在以下编号的条款中阐述本发明的其他方面。
1.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，该气体混合物控制系统包括：
输入端，被配置为流体连接到该光学放大器系统以接收气体混合物；
输出端，被配置为流体连接到该光学放大器系统以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及
捕集结构，在该输入端和该输出端之间，该捕集结构被配置为与通过该输入端从该光学放大器系统接收到的该气体混合物相互作用；
其中该捕集结构包括捕集表面，该气体混合物跨过该捕集表面，该捕集表面限定外层，该外层具有由至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。
2.根据条款1所述的气体混合物控制系统，还包括在该输入端和该输出端之间的热交换器，该热交换器被配置为相对于该气体混合物调整该经修饰的气体混合物的温度。
3.根据条款2所述的气体混合物控制系统，其中该热交换器是盘管型热交换器。
4.根据条款2所述的气体混合物控制系统，其中该热交换器是板式盘管型热交换器。
5.根据条款2所述的气体混合物控制系统，其中该捕集结构形成在该热交换器上。
6.根据条款5所述的气体混合物控制系统，其中该捕集结构形成在该热交换器的最靠近该输入端的区域，并且该捕集结构在该热交换器的范围的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部上延伸。
7.根据条款2所述的气体混合物控制系统，其中该热交换器包括热交换表面，该气体混合物跨该热交换表面流动，该热交换表面是导热的。
8.根据条款7所述的气体混合物控制系统，其中该热交换表面涂覆有催化剂，该催化剂具有由至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。
9.根据条款8所述的气体混合物控制系统，其中该催化剂被配置为氧化该气体混合物内的离解分子，从而形成经修饰的该气体混合物。
10.根据条款8所述的气体混合物控制系统，其中该催化剂包括贵金属。
11.根据条款10所述的气体混合物控制系统，其中该贵金属选自由以下组成的组：铂、钯和金。
12.根据条款7所述的气体混合物控制系统，其中该捕集表面外层是该热交换器的该热交换表面的高度多孔部分。
13.根据条款12所述的气体混合物控制系统，其中该热交换器的该热交换表面的该高度多孔部分包括高度多孔的铜，其中该孔的尺寸至少与该气体混合物内的污染物颗粒的尺寸一样大。
14.根据条款12所述的气体混合物控制系统，其中该外层的该高度多孔部分被定位在该输入端附近。
15.根据条款12所述的气体混合物控制系统，其中该外层的该高度多孔部分覆盖该热交换表面的至少20％、至少30％、至少50％、至少50％、约50％或全部。
16.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，该气体混合物控制系统包括：
输入端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统，以从该光学放大器系统接收气体混合物；
输出端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及
在该输入端和该输出端之间的捕集结构，该捕集结构被配置为与通过该输入端从该光学放大器系统接收到的该气体混合物相互作用；
其中该捕集结构包括捕集表面，该气体混合物跨过该捕集表面，该捕集表面在几何基层上限定了外多孔层，并且该外多孔层的相互作用表面积是该几何基层的相互作用表面积的至少十倍。
17.根据条款16所述的气体混合物控制系统，其中该几何基层包括热交换翅片。
18.根据条款16所述的气体混合物控制系统，其中该捕集表面外多孔层覆盖该几何基层的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部。
19.根据条款16所述的气体混合物控制系统，其中该捕集表面外多孔层覆盖该几何基层的第一部分，并且该几何基层的第二部分没有该捕集表面外多孔层，其中该第二部分在该第一部分和该输出端之间。
20.根据条款19所述的气体混合物控制系统，其中该几何基层的该第二部分是导热表面，该导热表面被配置为从该气体混合物中移除热量以形成具有比该气体混合物更低的温度的经修饰的该气体混合物。
21.根据条款19所述的气体混合物控制系统，其中该第二部分包括催化剂，该催化剂被配置为氧化该气体混合物内的离解分子，从而形成该经修饰的气体混合物。
22.根据条款16所述的气体混合物控制系统，其中该捕集表面外多孔层覆盖该几何基层的全部。
23.根据条款16所述的气体混合物控制系统，其中该外多孔层具有由孔隙度限定的相互作用表面积，该孔隙度具有足够大的孔径以捕集该气体混合物内的固体颗粒并且使涂覆该几何基层的该气体混合物内的固体颗粒数量减少一半。
24.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，该气体混合物控制系统包括：
输入端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统，以从该光学放大器系统接收气体混合物；
输出端，其被配置为流体连接到该光学放大器系统以向该光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；
捕集结构，该输入端和该输出端之间，该捕集结构被配置为与通过该输入端从该光学放大器系统接收到的该气体混合物相互作用，并且捕获该气体混合物中的颗粒；以及
气体混合物装置，该捕集结构和该输出端之间，该气体混合物装置被配置为调整该气体混合物的一种或多种特性以形成经修饰的该气体混合物。
25.根据条款24所述的气体混合物控制系统，其中该捕集结构包括限定外多孔层的捕集表面，该外多孔层被配置为捕获该气体混合物内的该颗粒。
26.根据条款25所述的气体混合物控制系统，其中该捕集结构的该外多孔层形成在该气体混合物装置的相互作用表面的至少一部分上。
27.根据条款24所述的气体混合物控制系统，其中该气体混合物装置包括相互作用表面，该相互作用表面被配置为调整该气体混合物的一种或多种特性以形成该经修饰的气体混合物。
28.根据条款27所述的气体混合物控制系统，其中该相互作用表面是热交换表面。
29.根据条款27所述的气体混合物控制系统，其中该相互作用表面是催化转化器。
30.根据条款29所述的气体混合物控制系统，其中该气体混合物包括一氧化碳(CO)，并且该经修饰的气体混合物通过由于与该催化转化器的相互作用而氧化形成并且包括二氧化碳(CO2)。
31.根据条款24所述的气体混合物控制系统，其中由该捕集结构捕获的该颗粒是在该光学放大器系统的操作期间产生的固体颗粒。
32.根据条款31所述的气体混合物控制系统，其中该固体颗粒包括二氧化硅(SiO2)。
33.一种用于产生光的方法，该方法包括：
向光学放大器系统中的至少一个光学放大器的增益介质供应泵浦能量以产生经放大的光束，该增益介质在管内呈气体混合物的形式；以及
在该光学放大器操作期间用经修饰的该气体混合物补充该气体混合物，补充包括：
使该气体混合物中的至少一些流出该管；
从该气体混合物中移除固体颗粒；
在从该气体混合物中移除该固体颗粒之后，使该气体混合物与被配置为冷却该气体混合物的热交换器相互作用从而形成经修饰的该气体混合物；以及
将经修饰的该气体混合物引导回该管中。
34.根据条款33所述的方法，其中从该气体混合物中移除固体颗粒包括将该固体颗粒捕集在形成于该热交换器上的外多孔层的孔内。
35.根据条款33所述的方法，其中补充进一步包括氧化该气体混合物的离解分子，从而形成经修饰的该气体混合物。
36.根据条款35所述的方法，其中氧化该气体混合物的该离解分子包括使该气体混合物与施加到该热交换器的催化剂相互作用。
37.一种光源，包括：
光学放大器系统，包括一个或多个光学放大器，每个光学放大器包括气体混合物形式的增益介质，当从能量源供应能量以泵浦该增益介质时，该气体混合物产生经放大的光束；以及
热交换器，被流体连接以通过流体输入端口接收该光学放大器系统的该气体混合物，并且通过流体输出端口将经修饰的气体混合物返回到该光学放大器系统，该热交换器包括捕集结构，该捕集结构被配置为从该气体混合物中移除固体颗粒，该固体颗粒是在该光学放大器系统的操作期间产生的，并且该热交换器被配置为在固体颗粒已经被移除之后冷却该气体混合物从而形成经修饰的该气体混合物。
38.根据条款37所述的光源，其中该捕集结构包括限定外多孔层的捕集表面，该外多孔层被配置为移除该气体混合物内的该固体颗粒。
其他实现方式在所附权利要求的范围内。

Claims (38)

1.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，所述气体混合物控制系统包括：
输入端，被配置为流体连接到所述光学放大器系统以接收气体混合物；
输出端，被配置为流体连接到所述光学放大器系统以向所述光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及
捕集结构，在所述输入端和所述输出端之间，所述捕集结构被配置为与通过所述输入端从所述光学放大器系统接收到的所述气体混合物相互作用；
其中所述捕集结构包括捕集表面，所述气体混合物跨过所述捕集表面，所述捕集表面限定外层，所述外层具有由至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。
2.根据权利要求1所述的气体混合物控制系统，还包括在所述输入端和所述输出端之间的热交换器，所述热交换器被配置为相对于所述气体混合物调整经修饰的所述气体混合物的温度。
3.根据权利要求2所述的气体混合物控制系统，其中所述热交换器是盘管型热交换器。
4.根据权利要求2所述的气体混合物控制系统，其中所述热交换器是板式盘管型热交换器。
5.根据权利要求2所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集结构形成在所述热交换器上。
6.根据权利要求5所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集结构形成在所述热交换器的最靠近所述输入端的区域，并且所述捕集结构在所述热交换器的范围的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部上延伸。
7.根据权利要求2所述的气体混合物控制系统，其中所述热交换器包括热交换表面，所述气体混合物跨所述热交换表面流动，所述热交换表面是导热的。
8.根据权利要求7所述的气体混合物控制系统，其中所述热交换表面涂覆有催化剂，所述催化剂具有由至少为100的粗糙度参数R限定的孔隙度。
9.根据权利要求8所述的气体混合物控制系统，其中所述催化剂被配置为氧化所述气体混合物内的离解分子，从而形成经修饰的所述气体混合物。
10.根据权利要求8所述的气体混合物控制系统，其中所述催化剂包括贵金属。
11.根据权利要求10所述的气体混合物控制系统，其中所述贵金属选自由以下组成的组：铂、钯和金。
12.根据权利要求7所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集表面外层是所述热交换器的所述热交换表面的高度多孔部分。
13.根据权利要求12所述的气体混合物控制系统，其中所述热交换器的所述热交换表面的所述高度多孔部分包括高度多孔的铜，其中所述孔的尺寸至少与所述气体混合物内的污染物颗粒的尺寸一样大。
14.根据权利要求12所述的气体混合物控制系统，其中所述外层的所述高度多孔部分被定位在所述输入端附近。
15.根据权利要求12所述的气体混合物控制系统，其中所述外层的所述高度多孔部分覆盖所述热交换表面的至少20％、至少30％、至少50％、至少50％、约50％或全部。
16.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，所述气体混合物控制系统包括：
输入端，其被配置为流体连接到所述光学放大器系统，以从所述光学放大器系统接收气体混合物；
输出端，其被配置为流体连接到所述光学放大器系统以向所述光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；以及
捕集结构，在所述输入端和所述输出端之间，所述捕集结构被配置为与通过所述输入端从所述光学放大器系统接收到的所述气体混合物相互作用；
其中所述捕集结构包括捕集表面，所述气体混合物跨过所述捕集表面，所述捕集表面在几何基层上限定了外多孔层，并且所述外多孔层的相互作用表面积是所述几何基层的相互作用表面积的至少十倍。
17.根据权利要求16所述的气体混合物控制系统，其中所述几何基层包括热交换翅片。
18.根据权利要求16所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集表面外多孔层覆盖所述几何基层的至少20％、至少30％、至少50％、至少60％、约50％或全部。
19.根据权利要求16所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集表面外多孔层覆盖所述几何基层的第一部分，并且所述几何基层的第二部分没有所述捕集表面外多孔层，其中所述第二部分在所述第一部分和所述输出端之间。
20.根据权利要求19所述的气体混合物控制系统，其中所述几何基层的所述第二部分是导热表面，所述导热表面被配置为从所述气体混合物中移除热量以形成具有比所述气体混合物更低的温度的经修饰的所述气体混合物。
21.根据权利要求19所述的气体混合物控制系统，其中所述第二部分包括催化剂，所述催化剂被配置为氧化所述气体混合物内的离解分子，从而形成经修饰的所述气体混合物。
22.根据权利要求16所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集表面外多孔层覆盖所述几何基层的全部。
23.根据权利要求16所述的气体混合物控制系统，其中所述外多孔层具有由孔隙度限定的相互作用表面积，所述孔隙度具有足够大的孔径以捕集所述气体混合物内的固体颗粒并且使涂覆所述几何基层的所述气体混合物内的固体颗粒数量减少一半。
24.一种用于光学放大器系统的气体混合物控制系统，所述气体混合物控制系统包括：
输入端，被配置为流体连接到所述光学放大器系统，以从所述光学放大器系统接收气体混合物；
输出端，被配置为流体连接到所述光学放大器系统以向所述光学放大器系统提供经修饰的气体混合物；
捕集结构，在所述输入端和所述输出端之间，所述捕集结构被配置为与通过所述输入端从所述光学放大器系统接收到的所述气体混合物相互作用，并且捕获所述气体混合物中的颗粒；以及
气体混合物装置，在所述捕集结构和所述输出端之间，所述气体混合物装置被配置为调整所述气体混合物的一种或多种特性以形成经修饰的所述气体混合物。
25.根据权利要求24所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集结构包括限定外多孔层的捕集表面，所述外多孔层被配置为捕获所述气体混合物内的所述颗粒。
26.根据权利要求25所述的气体混合物控制系统，其中所述捕集结构的所述外多孔层形成在所述气体混合物装置的相互作用表面的至少一部分上。
27.根据权利要求24所述的气体混合物控制系统，其中所述气体混合物装置包括相互作用表面，所述相互作用表面被配置为调整所述气体混合物的一种或多种特性以形成经修饰的所述气体混合物。
28.根据权利要求27所述的气体混合物控制系统，其中所述相互作用表面是热交换表面。
29.根据权利要求27所述的气体混合物控制系统，其中所述相互作用表面是催化转化器。
30.根据权利要求29所述的气体混合物控制系统，其中所述气体混合物包括一氧化碳(CO)，并且经修饰的所述气体混合物通过由于与所述催化转化器的相互作用而氧化形成并且包括二氧化碳(CO2)。
31.根据权利要求24所述的气体混合物控制系统，其中由所述捕集结构捕获的所述颗粒是在所述光学放大器系统的操作期间产生的固体颗粒。
32.根据权利要求31所述的气体混合物控制系统，其中所述固体颗粒包括二氧化硅(SiO2)。
33.一种用于产生光的方法，所述方法包括：
向光学放大器系统中的至少一个光学放大器的增益介质供应泵浦能量以产生经放大的光束，所述增益介质在管内呈气体混合物的形式；以及
在所述光学放大器操作期间用经修饰的所述气体混合物补充所述气体混合物，补充包括：
使所述气体混合物中的至少一些流出所述管；
从所述气体混合物中移除固体颗粒；
在从所述气体混合物中移除所述固体颗粒之后，使所述气体混合物与被配置为冷却所述气体混合物的热交换器相互作用，从而形成经修饰的所述气体混合物；以及
将经修饰的所述气体混合物引导回所述管中。
34.根据权利要求33所述的方法，其中从所述气体混合物中移除固体颗粒包括将所述固体颗粒捕集在形成于所述热交换器上的外多孔层的孔内。
35.根据权利要求33所述的方法，其中补充还包括氧化所述气体混合物的离解分子，从而形成经修饰的所述气体混合物。
36.根据权利要求35所述的方法，其中氧化所述气体混合物的所述离解分子包括使所述气体混合物与施加到所述热交换器的催化剂相互作用。
37.一种光源，包括：
光学放大器系统，包括一个或多个光学放大器，每个光学放大器包括气体混合物形式的增益介质，当从能量源供应能量以泵浦所述增益介质时，所述气体混合物产生经放大的光束；以及
热交换器，被流体连接以通过流体输入端口接收所述光学放大器系统的所述气体混合物，并且通过流体输出端口将经修饰的气体混合物返回到所述光学放大器系统，所述热交换器包括捕集结构，所述捕集结构被配置为从所述气体混合物中移除固体颗粒，所述固体颗粒是在所述光学放大器系统的操作期间产生的，并且所述热交换器被配置为在固体颗粒已经被移除之后冷却所述气体混合物从而形成经修饰的所述气体混合物。
38.根据权利要求37所述的光源，其中所述捕集结构包括限定外多孔层的捕集表面，所述外多孔层被配置为移除所述气体混合物内的所述固体颗粒。
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