CN117561226A - 生产光子晶体光纤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，所述方法包括以下步骤：1)获得具有小于1.0mm的初始光纤外径的中间光子晶体光纤；和2)拉长所述中间光子晶体光纤以便可控地减小中间光子晶体光纤的至少一个尺寸。

Description

生产光子晶体光纤的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年6月28日递交的欧洲申请21182166.5的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种生产光子晶体光纤，特别是中空芯部光子晶体光纤的方法、及其在集成电路的制造中的应用。

背景技术

光刻设备是一种被构造为将所期望的图案施加到基底上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影到被设置在基底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了将图案投影到基底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以形成在基底上的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4nm至20nm的范围内的例如6.7nm或13.5nm的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以被用于在基底上形成更小的特征。

低k₁光刻可用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这种过程中，分辨率公式可以表示为CD＝k₁×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是印刷的最小特征尺寸，但在这种情况下是半节距)，k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，在所述基底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸的图案以实现特定电学功能性和性能就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用至光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于：NA的优化、自定义照射方案、相移的图案形成装置的使用、设计布局(诸如所述设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也被称为“光学和过程校正”))的各种优化、或通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，用于控制所述光刻设备的稳定性的紧密控制回路可以被用于改善在低k1下所述图案的再现。

量测工具用于IC制造过程的许多方面，例如作为用于在曝光之前正确地定位基底的对准工具，用以测量所述基底的表面形貌的调平工具，例如用于在过程控制中检查/测量经曝光的和/或经蚀刻的产品的基于聚焦控制和散射量测的工具。在每种情况下，均需要辐射源。出于包括量测鲁棒性和准确度的各种原因，宽带或白光辐射源逐渐用于这样的量测应用。将会需要改善用于宽带辐射产生的当前装置。在用于白光产生的其它技术中，光子晶体光纤(PCF)可以用于经由一个或更多个非线性光学过程将窄带输入辐射转换成宽带输出辐射。基于光子晶体光纤的辐射源的输出性能对光子晶体光纤的质量和性质有很强的依赖性。光子晶体光纤通常在以连续方式对光纤进行拉制的传统光纤拉制塔中拉制。与光子晶体光纤的较复杂的光纤结构关联的连续的光纤拉制工艺导致高缺陷率或低生产产率。举例来说，当对作为特定类型光子晶体光纤的中空芯部光子晶体光纤进行拉制时(更多细节将在以下段落中描述)，当前的光纤拉制工艺倾向于导致接触光纤的毛细管，否则这些毛细管被设计成分开地位于光纤的中空芯部周围。由于光纤拉制工艺是连续工艺，因此将必须废弃具有接触毛细管的整个拉制光纤。当一个或更多个拉制参数在光纤拉制期间仍有待优化时，也可能发生额外的光纤损耗。因此，期望能够克服至少一些现有问题的更好的光纤生产方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，包括获得具有小于1.0mm的初始光纤外径的中间光子晶体光纤；和对所述中间光子晶体光纤进行拉制以便可控地减小中间光子晶体光纤的至少一个尺寸。

根据本发明的第二方面，提供了一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，包括：获得中间光子晶体光纤；和从所述中间光子晶体光纤生产多个光子晶体光纤，其中通过重复以下步骤来生产每个光子晶体光纤：拉制所述中间光子晶体光纤的一段以减小所述段的至少一个尺寸；和在拉制时从所述中间光子晶体光纤切下所述段。

根据本发明的第三方面，提供了通过执行根据本发明的第一或第二方面的生产光子晶体光纤的方法而获得的光子晶体光纤。

本发明的其它方面包括量测装置，所述量测装置包括基于光子晶体光纤的宽带光源装置，所述基于光子晶体光纤的宽带光源装置包括通过根据第一方面或第二方面所述的方法生产的光子晶体光纤。

附图说明

现将参考随附示意性附图而仅作为示例来描述本发明的实施例，在所述附图中：

-图1描绘光刻设备的示意性概略图；

-图2描绘光刻单元的示意性概略图；

-图3描绘整体光刻的示意性表示图，所述示意性表示图表示用于优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；

-图4描绘用作量测装置的散射量测设备的示意性概略图，所述散射量测设备可以包括根据本发明的实施例的辐射源；

-图5描绘根据本发明的实施例的可以包括辐射源的水平传感器设备的示意性概略图；

-图6描绘根据本发明的实施例的可以包括辐射源的对准传感器设备的示意性概略图；

-图7是可以在横向平面(即与所述光纤的轴线垂直)中形成根据实施例的辐射源的部分的中空芯部光纤的示意性横截面视图；

-图8描绘用于提供宽带输出辐射的根据实施例的辐射源的示意性表示图；

-图9(a)和图9(b)示意性地描绘用于超连续谱产生的中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)设计的示例的横向横截面；

-图10(a)至图10(c)示出分别在三个光纤拉制阶段拍摄的并且对应于预制件、坯棒(cane)和中空芯部光子晶体光纤的三个横向横截面图像；

-图11示出了根据实施例的生产光子晶体光纤的方法的流程图；

-图12示意性地描述了根据实施例的可以与图11中示出的方法一起使用的光纤拉制设备；

-图13示意性地描述了将压力供应源(例如，真空泵)连接到中间中空芯部光子晶体光纤以便可控地改变光纤的内部结构(例如，毛细管)的示例方式；以及

-图14描绘用于控制宽带辐射源的计算机系统的框图。

具体实施方式

在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和EUV辐射(极紫外辐射，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。

如本发明中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广泛地解释为是指可以被用于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经图案化的横截面对应于将要在基底的目标部分中产生的图案。在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射型或反射型、二元、相移、混合型等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘了光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也被称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，并且被连接至被配置成根据某些参数来准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；基底支撑件(例如，晶片台)WT，所述基底支撑件被构造成保持基底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且被连接至被配置成根据某些参数而准确地定位基底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至基底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯的部分)上。

在操作中，照射系统IL例如通过束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。所述照射系统IL可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件、或其任何组合。所述照射器IL可以被用于调节所述辐射束B以在其横截面中在图案形成装置MA的平面处具有期望的空间性强度分布和角强度分布。

本发明中使用的术语“投影系统”PS应被广泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统或其任何组合。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”PS是同义的。

光刻设备LA可以属于如下类型：其中，基底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统PS与基底W之间的空间——这也被称为浸没式光刻术。以引用方式并入本发明中的US 6952253中给出关于浸没技术的更多信息。

光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个基底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用基底支撑件WT，和/或可以在对位于基底支撑件WT中的一个基底支撑件上的基底W进行准备基底W的后续曝光的步骤的同时，将另一基底支撑件WT上的另一基底W用于在另一基底W上曝光图案。

除了基底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。所述传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。所述测量平台可以保持多个传感器。所述清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分或系统的提供浸没液体的一部分。所述测量平台可以在所述基底支撑件WT远离所述投影系统PS时在所述投影系统PS下方移动。

在操作中，所述辐射束B入射到保持在所述掩模支撑件MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且由图案形成装置MA上呈现的图案(设计布局)来图案化。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述基底W的目标部分C上。借助于所述第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动所述基底支撑件WT，例如以便在聚焦且对准的位置处在所述辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，所述第一定位器PM和可能地另一位置传感器(另一位置传感器在图1中未明确地描绘)可以被用于相对于所述辐射束B的路径来准确地定位所述图案形成装置MA。图案形成装置MA和基底W可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2来对准。虽然如所图示的所述基底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中。当基底对准标记P1、P2位于所述目标部分C之间时，这些基底对准标记被称为划线对准标记。

如图2中示出的，光刻设备LA可以形成有时也被称为光刻元或(光刻)簇的光刻单元LC的部分，所述光刻单元LC常常也包括用于对基底W执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影曝光后的抗蚀剂的显影器DE、例如用于调节基底W的温度(例如，用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和焙烤板BK。基底处理装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取基底W，在不同过程设备之间移动所述基底，并且将所述基底W传递至所述光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中常常也被共同地称作轨道或涂覆显影系统的装置通常处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，轨道或涂覆显影系统控制单元TCU自身可以受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也可以例如经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备LA。

为了正确且一致地曝光由光刻设备LA曝光的基底W，期望检查基底以测量经图案化的结构的性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。出于这种目的，可以在光刻单元LC中包括检查工具(未示出)。如果检测到误差，尤其是在同一批量或批次的其它基底W仍将要曝光或处理之前进行检测的情况下，则可以对后续基底的曝光或对将要对基底W执行的其它处理步骤进行例如调整。

也可以被称为量测设备的检查设备被用于确定基底W的性质，并且具体地，确定不同基底W的性质如何变化或与同一基底W的不同层相关联的性质在层与层间如何变化。所述检查设备可以替代地被构造成识别所述基底W上的缺陷，并且所述检查设备可以例如作为所述光刻单元LC的一部分，或可以被集成至所述光刻设备LA中，或甚至可以为单独的装置。所述检查设备可以测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质、或半潜像(在曝光后焙烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质、或显影后的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已经被移除)上的性质、或甚至蚀刻后的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)上的性质。

典型地，光刻设备LA中的所述图案化过程是在处理中的最关键的步骤之一，所述最关键的步骤需要所述基底W上的结构的尺寸设置和放置的较高准确度。为了确保这种较高准确度，可以将三个系统组合成所谓的“整体”控制环境，如图3中示意性地描绘的。这些系统中的一个系统是光刻设备LA，光刻设备LA(实际上)连接至量测工具MT(第二系统)且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键在于优化这三个系统之间的协作以增强总体过程窗口且提供严格的控制回路，从而确保由光刻设备LA执行的图案化保持在过程窗口内。所述过程窗口定义一系列过程参数(例如，剂量、焦距、重叠)，在所述一系列过程参数内的具体制造过程产生定义的结果(例如，功能半导体器件)——典型地，所述光刻过程或图案化过程中的过程参数被允许在所定义的结果内变化。

所述计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)以预测使用哪种分辨率增强技术以及执行计算光刻模拟和计算以确定哪种掩模布局和光刻设备设置实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。典型地，分辨率增强技术被布置成匹配光刻设备LA的图案化可能性。所述计算机系统CL也可以被用于检测所述光刻设备LA当前正在所述过程窗口内何处操作(例如，使用来自所述量测工具MT的输入)以预测是否可能存在由于例如次优处理所产生的缺陷(在图3中由所述第二标尺SC2中的指向“0”的箭头描绘)。

量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确的模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备LA以识别例如光刻设备LA的校准状态中的可能的漂移(在图3中由第三标尺SC3中的多个箭头描绘)。

在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，以例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的工具通常被称为量测工具MT。己知用于进行这样的测量的不同类型的量测工具MT，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是通用仪器，所述通用仪器允许通过在光瞳或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，测量通常被称为基于光瞳的测量；或允许通过在像平面中或与像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下测量通常被称为基于图像或场的测量。在全文以引用方式并入本发明中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032、或EP1,628,164A中进一步描述这样的散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以使用来自软x射线和可见光至近IR波长范围的光来测量光栅。

在第一实施例中，所述散射仪MT是角分辨散射仪。在这种散射仪中，重构方法可以被应用至所测量的信号以重构或计算光栅的性质。这种重构可以例如由对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟且将模拟结果与测量的结果进行比较而引起。调整所述数学模型的参数，直到经模拟的相互作用产生与从真实目标观测到的衍射图案类似的衍射图案。

在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这种光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导到目标上，并且来自目标的反射或散射辐射被引导到光谱仪检测器，光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与经模拟的光谱库比较来重构产生所检测的光谱的目标的结构或轮廓。

在第三实施例中，散射仪MT是椭量测散射仪。所述椭圆散射仪允许通过测量针对每个偏振状态的散射辐射来确定光刻过程的参数。这样的量测设备通过在所述量测设备的照射截面中使用例如适当的偏振滤波器来发射(诸如线性、圆形或椭圆)偏振光。适用于所述量测设备的源也可以提供偏振辐射。全文以引用方式并入本发明中的美国专利申请11/451，599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033，135、13/533，110和13/891，410中描述现有椭圆散射仪的多个实施例。

在所述散射仪MT的一个实施例中，所述散射仪MT适于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠，所述不对称性涉及所述重叠的程度。可以将两个(典型地是重叠的)光栅结构施加在两个不同层(不一定为连续层)中，并且所述两个光栅结构可以形成在所述晶片上的大致相同的位置处。所述散射仪可以具有如例如共同拥有的专利申请EP1，628,164A中所描述的对称检测配置，使得任何不对称性是可清楚识别的。这提供用于测量光栅中的未对准的简单直接的方式。可以在全文以引用方式并入本发明中的PCT专利申请号WO 2011/012624或美国专利申请号US20160161863中找到关于通过所述周期性结构的不对称性来测量包括作为目标的周期性结构的两个层之间的重叠误差的另外的示例。

其它关注的参数可以是焦距和剂量。可以通过散射仪(或替代地通过扫描电子显微术)同时确定焦距和剂量，如美国专利申请US2011-0249244中所描述的，所述美国专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。可以使用具有针对聚焦能量矩阵(FEM——也被称为焦距曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量结果的唯一组合的单个结构。如果可以获得临界尺寸和侧壁角的这些唯一组合，则可以根据这些测量结果唯一地确定焦距和剂量值。

量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成且也在例如蚀刻处理之后形成的复合光栅的全体。典型地，所述光栅中的所述结构的节距和线宽很大程度上依赖于所述测量光学器件(特别是所述光学器件的NA)以能够捕获来自所述量测目标的衍射阶。如前文指出的，所述衍射信号可以被用于确定两个层之间的偏移(也被称为“重叠”)或可以被用于重构如由所述光刻过程所产生的所述原始光栅的至少一部分。这种重构可以被用于提供所述光刻过程的品质指导，并且可以被用于所述控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有被配置成模仿目标中的所述设计布局的功能性部分的尺寸的较小子分段。由于这种子分段，所述目标将表现得更类似于所述设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量结果更好地类似于所述设计布局的所述功能性部分。可以在欠填充模式或过填充模式下测量目标。在欠填充模式下，测量束产生小于整个目标的光斑。在过填充模式下，测量束产生大于整个目标的光斑。在这种过填充模式下，也可以同时测量不同目标，由此同时确定不同的处理参数。

使用特定目标进行的光刻参数的总体测量品质至少部分地由用于测量这种光刻参数的测量选配方案来确定。术语“基底测量选配方案”可以包括测量本身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数、或这两者。例如，如果基底测量选配方案中使用的测量是基于衍射的光学测量，则测量的一个或更多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于基底的入射角、辐射相对于基底上图案的定向等。用于选择测量选配方案的标准中的一个标准可以例如是所述测量参数中的一个测量参数对于处理变化的灵敏度。在全文以引用方式本发明中的美国专利申请US2016-0161863和已公布的美国专利申请US20160370717A1中描述了更多示例。

图4中描绘了量测设备，诸如散射仪。量测设备包括将辐射投影到基底6上的宽带(白光)辐射投影仪2。所述反射辐射或散射辐射被传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量所述镜面反射辐射的光谱10(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以通过处理单元PU来重构产生所检测的光谱的结构或轮廓，例如通过严格耦合波分析和非线性回归、或通过与如图3的底部示出的模拟光谱库的对比来执行所述重构。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据对于制造所述结构的过程的知识来假定一些参数，从而仅留下结构的几个参数待根据散射测量数据确定。这种散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。

经由对于量测目标的测量的光刻参数的总体测量品质至少部分地由用于测量这种光刻参数的测量选配方案来确定。术语“基底测量选配方案”可以包括测量自身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数、或这两者。例如，如果用于基底测量选配方案中的测量是基于衍射的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于基底的入射角、辐射相对于基底上的图案的定向，等等。用于选择测量选配方案的标准中的一个标准可以例如是所述测量参数中的一个对于处理偏差的灵敏度。在以全文引用的方式而被合并入本文中的美国专利申请US2016/0161863和已公开的美国专利申请US2016/0370717A1中描述了更多示例。

用于IC制造中的另一类型的量测工具是形貌测量系统、水平传感器或高度传感器。这样的工具可以被集成在光刻设备中以测量基底(或晶片)的顶表面的形貌。可以从将基底的高度指示为基底上的位置的函数的这些测量中生成基底的形貌图(也称为高度图)。可以随后在转印基底上的图案期间，将此高度图用于校正基底的位置，以便将图案形成装置的空间图像提供在基底上的适当地聚焦的位置处。应当理解，本情境中的“高度”是指相对于基底显著在平面之外(也称为Z轴)的尺寸。通常，水平传感器或高度传感器在(相对于其本身的光学系统的)固定位置处执行测量，并且基底与水平传感器或高度传感器的光学系统之间的相对运动产生了在整个基底上的多个位置处的高度测量。

图5示意性地示出了本领域中已知的水平传感器或高度传感器LS的示例，图5仅图示了操作的原理。在此示例中，所述水平传感器包括光学系统，所述光学系统包括投影单元LSP和检测单元LSD。投影单元LSP包括辐射源LSO，所述辐射源LSO提供由投影单元LSP的投影光栅PGR所施加的辐射束LSB。所述辐射源LSO可以是例如窄带光源或宽带光源(诸如超连续谱光源)、偏振的或非偏振的、脉冲的或连续的(诸如偏振或非偏振激光束)。所述辐射源LSO可以包括具有不同的多种颜色、或多个波长范围的多个辐射源，诸如多个LED。水平传感器LS的辐射源LSO不限于可见辐射，而是可以另外地或替代地涵盖UV和/或IR辐射以及适合于从基底的表面反射的任何波长范围。

投影光栅PGR是一种包括一种周期性结构的周期性光栅，所述周期性结构产生具有周期性变化的强度的辐射束BE1。具有周期性变化的强度的辐射束BE1以相对于与入射基底表面垂直的轴(Z轴)的在0度与90度之间(通常在70度与80度之间)的入射角ANG而被引导朝向位于基底W上的测量位置MLO。在测量位置MLO处，经图案化的辐射束BE1被基底W反射(由箭头BE2指示)，且被引导朝向所述检测单元LSD。

为了确定在测量位置MLO处的高度水平，所述水平传感器还包括检测系统，所述检测系统包括检测光栅DGR、检测器DET和用于处理所述检测器DET的输出信号的处理单元(未示出)。所述检测光栅DGR可以与所述投影光栅PGR是相同的。所述检测器DET产生指示出所接收的光的检测器输出信号，例如，诸如光电检测器产生指示出所接收的光的强度的检测器输出信号，或者诸如照相机产生指示所接收的强度的空间分布的检测器输出信号。检测器DET可以包括一种或更多种检测器类型的任意组合。

借助于三角测量技术，可以确定在所述测量位置MLO处的高度水平。所检测的高度水平通常与如由所述检测器DET所测量的信号强度有关，所述信号强度具有尤其依赖于所述投影光栅PGR的设计和(倾斜)入射角ANG的周期性。

所述投影单元LSP和/或所述检测单元LSD可以包括沿在投影光栅PGR与检测光栅DGR(未示出)之间的经图案化的辐射束的路径的其它光学元件，诸如透镜和/或反射镜。

在实施例中，可以省略所述检测光栅DGR，并且可以将所述检测器DET放置在所述检测光栅DGR所位于的位置处。这种配置提供了对所述投影光栅PGR的图像的更直接的检测。

为了有效地覆盖所述基底W的所述表面，可以将水平传感器LS配置成将测量束BE1的阵列投射到所述基底W的所述表面上，由此生成覆盖较大测量范围的斑或测量区域MLO的阵列。

例如，在均通过引用而被合并入本文的US7265364和US7646471中公开了通用类型的各种高度传感器。在通过引用而被合并入本文US2010233600A1中公开了使用UV辐射代替可见光或红外辐射的高度传感器。在通过引用而被合并入本文的WO2016102127A1中，描述了紧凑的高度传感器，所述高度传感器在不需要检测光栅的情况下使用多元素检测器来检测和识别光栅图像的位置。

用于IC制造中的另一类型的量测工具为对准传感器。因此，光刻设备的性能的关键方面为相对于放置在先前层中的特征(由相同的设备或不同的光刻设备)正确且准确地放置所施加的图案的能力。为这种目的，基底设置有一组或更多组标记或目标。每个标记为稍后可以使用位置传感器(通常是光学位置传感器)测量其位置的结构。位置传感器可以被称为“对准传感器”，并且标记可以被称为“对准标记”。

光刻设备可以包括一个或更多个(例如，多个)对准传感器，可以通过所述对准传感器来准确地测量被设置于基底上的对准标记的位置。对准传感器(或位置传感器)可以使用诸如衍射和干涉的光学现象来获得来自形成在所述基底上的对准标记的位置信息。在当前的光刻设备中使用的对准传感器的示例基于如在US6961116中描述的自参考干涉仪。已经开发了所述位置传感器的各种改善例和修改例，例如如在US2015261097A1中公开的改善例和修改例。所有这些公开的内容通过引用并入本文。

图6是已知的对准传感器AS的实施例的示意性框图，诸如在通过引用被并入的US6961116中描述的对准传感器AS。辐射源RSO提供具有一个或更多个波长的辐射束RB，所述辐射束RB被转向光学器件作为照射斑SP转向到一标记上，诸如位于基底W上的标记AM。在这个示例中，所述转向光学器件包括斑反射镜SM和物镜OL。照射所述标记AM的所述照射斑SP的直径可以稍微小于所述标记自身的宽度。

由所述对准标记AM衍射的辐射(在这个示例中，通过所述物镜OL)被准直到信息承载束IB中。术语“衍射”旨在包括来自所述标记的零阶衍射(所述零阶衍射可以被称为反射)。自参考干涉仪SRI(例如，属于上文提到的US6961116中公开的类型)使所述束IB与自身干涉，此后所述束被光电探测器PD接收。在所述辐射源RSO产生了多于一个波长的情况下，可以包括额外的光学器件(未示出)以提供分立的束。所述光电探测器可以是单个元件，或如果期望的话，可以包括多个像素。所述光电探测器可以包括传感器阵列。

在这个示例中包括所述斑反射镜SM的所述转向光学器件还可以用于阻挡从所述标记反射的零阶辐射，使得所述信息承载束IB仅包括来自所述标记AM的较高阶衍射辐射(这对测量来说不是必要的，但是改善了信噪比)。

强度信号SI被供给至处理单元PU。通过所述框SRI中的光学处理和所述单元PU中的计算处理的组合，输出了在所述基底上的相对于参考框架或参考系的X位置和Y位置的值。

属于图示的类型的单次测量仅将所述标记的位置固定在与所述标记的一个节距相对应的某一范围内。较粗略的测量技术可以与所述单次测量结合使用，以识别正弦波的哪个周期是包含所标记的位置的周期。为了增加准确度和/或稳健地检测所述标记，而不管制成所述标记的材料以及所述标记被设置在其上方和/或下方的材料，可以在不同波长下以较粗略水平和/或较精细水平重复同一过程。可以以光学的方式多路复用和解多路复用所述波长，以便同时地处理所述波长，和/或可以利用分时或分频来多路复用所述波长。

在该示例中，所述对准传感器和斑SP保持固定的同时，所述基底W移动。因而，所述对准传感器能够被刚性地且准确地安装至参考框架的同时，在与基底W的移动方向相反的方向上有效地扫描所述标记AM。通过将所述基底W安装在基底支撑件和控制基底支撑件的移动的基底定位系统上以在这种移动中控制所述基底W。基底支撑件位置传感器(例如，干涉仪)测量所述基底支撑件(未示出)的位置。在实施例中，一个或更多个(对准)标记AM被设置在所述基底支撑件上。对设置在所述基底支撑件上的所述标记的位置的测量允许对如由所述位置传感器确定的所述基底支撑件的位置(例如，相对于与所述对准系统连接的框架)进行校准。对设置在所述基底上的所述对准标记的位置的测量允许确定所述基底相对于所述基底支撑件的位置。

上文提及的诸如散射仪、形貌测量系统、或位置测量系统的量测工具MT可以使用源自辐射源的辐射来执行测量。由量测工具所使用的辐射的性质可能影响可以被执行的测量的类型和品质。对于一些应用，使用多个辐射频率来测量基底可以是有利的，例如可以使用宽带辐射。多个不同的频率可以是能够在不干涉其它频率或最少干涉其它频率的情况下传播、照射量测目标和从量测目标散射离开。因此，可以例如使用不同的频率以同时获得更多量测数据。不同的辐射频率也可以能够查询和发现量测目标的不同性质。宽带辐射可以用于诸如例如水平传感器、对准标记测量系统、散射量测工具、或检查工具之类的量测系统MT中。宽带辐射源可以是超连续谱源。

高质量宽带辐射(例如，超连续谱辐射)可能难以产生。用于产生宽带辐射的一种方法可以是例如利用非线性高阶效应来加宽高功率窄带或单频输入辐射或泵浦辐射。所述输入辐射(所述输入辐射可以使用激光器来产生)可以被称为泵浦辐射。替代地，输入辐射可以被称为种子辐射。为获得用于加宽效应的高功率辐射，可以将辐射约束至较小区域中以使得实现很大程度上局部化的高强度辐射。在那些区域中，辐射可以与加宽结构和/或形成非线性介质的材料相互作用以便形成宽带输出辐射。在高强度辐射区域中，不同的材料和/或结构可以用于通过提供合适的非线性介质来实现和/或改善辐射加宽。

在一些实现方式中，在光子晶体光纤(PCF)中产生宽带输出辐射。在若干实施例中，这种光子晶体光纤在其光纤芯部周围具有微观结构，从而有助于限制行进穿过光纤芯部中的光纤的辐射。光纤芯部可以由具有非线性性质且能够在高强度泵浦辐射透射穿过光纤芯部时产生宽带辐射的固体材料制成。虽然在固体芯部光子晶体光纤中产生宽带辐射是可行的，但使用固体材料可以存在几个缺点。例如，如果在固体芯部中产生UV辐射，则这种辐射可能不存在于光纤的输出光谱中，这是由于辐射大部分由固体材料吸收。

在一些实施方式中，如下文参考图8进一步论述的，用于加宽输入辐射的方法和设备可以使用用于限制输入辐射且用于将所述输入辐射加宽至输出宽带辐射的光纤。所述光纤可以是中空芯部光纤，并且可以包括用于在光纤中实现对辐射的有效引导和限制的内部结构。所述光纤可以是中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)，所述中空芯部光子晶体光纤尤其适用于主要在光纤的中空芯部内进行强辐射约束，从而实现较高的辐射强度。所述光纤的中空芯部可以被气体填充，所述气体充当用于加宽输入辐射的加宽介质。这种光纤和气体布置可以用于产生超连续谱辐射源。对光纤的辐射输入可以是电磁辐射，例如在红外光谱、可见光谱、UV光谱和极UV光谱中的一个或更多个中的辐射。所述输出辐射可以由宽带辐射组成或包括宽带辐射，所述宽带辐射在本文中可以被称为白光。

一些实施例涉及包括光纤的这种宽带辐射源的新设计。所述光纤是中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)。特别地，光纤可以是包括用于限制辐射的反谐振结构的类型的中空芯部光子晶体光纤。这种包括反谐振结构的光纤在本领域中己知为反谐振光纤、管状光纤、单环光纤、负曲率光纤、或抑制耦合光纤。这种光纤的各种不同设计在本领域中是已知的。替代地，光纤可以是光子带隙光纤(HC-PBF，例如Kagome光纤)。

可以工程设计许多类型的中空芯部光子晶体光纤，每种中空芯部光子晶体光纤基于不同的物理引导机制。两种这样的中空芯部光子晶体光纤包括：中空芯部光子带隙光纤(HC-PBF)和中空芯部反谐振反射光纤(HC-ARF)。可以在以引用的方式而被合并入本文中的美国专利US2004/015085A1(针对HC-PBF)和国际PCT专利申请WO2017/032454A1(针对中空芯部反谐振反射光纤)中找到中空芯部光子晶体光纤的设计和制造的细节。图9(a)示出包括Kagome晶格结构的Kagome光纤。

现将参考图7描述用于所述辐射源中的光纤的示例，图7是横向平面中光纤OF的示意性横截面视图。在WO2017/032454A1中公开了与图7的光纤的实际示例类似的另外的实施例。

光纤OF包括细长体，所述细长体在光纤OF的一个维度上比其它两个维度更长。这个较长的维度可以被称为轴向方向，并且可以限定光纤OF的轴线。另外两个维度限定了可以被称为横向平面的平面。图7示出了光纤OF在被标记为x-y平面的该横向平面(即，垂直于轴线)上的横截面。光纤OF的横向横截面可以是沿光纤轴线基本恒定的。

将理解，光纤OF具有一定程度的灵活性或挠性，并且因此轴线的方向通常沿着光纤OF的长度将不是均一的。诸如光轴、横向横截面等的术语将被理解为是指局部光轴、局部横向横截面等。此外，当部件被描述为圆柱形或管状时，这些术语将被理解为涵盖在光纤OF弯曲时可能已经变形的这些形状。

光纤OF可以具有任何长度且将了解，光纤OF的长度可以依赖于应用。光纤OF可以具有介于1厘米(cm)与10米(m)之间的长度，例如光纤OF可以具有介于10cm与100cm之间的长度。

光纤OF包括：中空芯部HC；围绕所述中空芯部HC的包覆部分；以及包围并且支撑所述包覆部分的支撑部分SP。可以将所述光纤OF视为包括具有中空芯部HC的本体(包括所述包覆部分和所述支撑部分SP)。所述包覆部分包括用于引导辐射穿过所述中空芯部HC的多个反谐振元件。特别地，所述多个反谐振元件被布置成限制主要在所述中空芯部HC内部通过所述光纤OF传播的辐射，并且被布置成沿所述光纤OF引导所述辐射。所述光纤OF的所述中空芯部HC可以被大致设置在所述光纤OF的中心区中，使得所述光纤OF的轴线也可以限定所述光纤OF的所述中空芯部HC的轴线。

所述包覆部分包括用于引导辐射通过所述光纤OF传播的多个反谐振元件。具体地，在此实施例中，所述包覆部分包括六个管状毛细管CAP的单个环。管状毛细管CAP中的每个充当反谐振元件。

所述毛细管CAP也可以被称为管。在横截面中，所述毛细管CAP可以是呈圆形的，或可以具有另一形状。每个毛细管CAP包括大致圆柱形壁部分WP，所述圆柱形壁部分WP至少部分地限定所述光纤OF的所述中空芯部HC并且将中空芯部HC与毛细管腔CC分离。将了解到，所述壁部分WP可以充当用于辐射的抗反射法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振器，所述辐射传播穿过所述中空芯部HC(并且所述辐射可以按照掠入射角入射到所述壁部分WP上)。所述壁部分WP的厚度可以是合适的，以便确保大致增强返回至所述中空芯部HC内的反射，而同时大致抑制进入所述毛细管腔CC中的透射。在一些实施例中，所述毛细管壁部分WP可以具有介于0.01μm至10.0μm之间的厚度。

将了解到，如本文中所使用的，术语“包覆部分”旨在意味着所述光纤OF的用于引导辐射通过所述光纤OF传播的一部分(即，将所述辐射限制于所述中空芯部HC内的毛细管CAP)。所述辐射可以被约束呈横向模式的形式，从而沿光纤轴线传播。

支撑部分大致是管状的且支撑所述包覆部分的六个毛细管CAP。所述六个毛细管CAP均匀地分布在内支撑部分SP的内表面周围。所述六个毛细管CAP可以被描述为被设置呈大致六边形形式。

毛细管CAP被布置成使得，每个毛细管不与其它毛细管CAP中的任一个接触。在所述环形结构中，每个毛细管CAP与内支撑部分SP接触，并且与相邻毛细管CAP间隔开。这种布置可以是有益的，这是因为这种布置可以增加所述光纤OF的透射带宽(相对于例如其中毛细管彼此接触的布置)。替代地，在一些实施例中，在所述环形结构中，每个毛细管CAP都可以与相邻的毛细管CAP接触。

所述包覆部分的六个毛细管CAP被设置呈围绕所述中空芯部HC的环形结构。毛细管CAP的所述环形结构的内表面至少部分地限定所述光纤OF的所述中空芯部HC。所述中空芯部HC的直径d(所述直径d可以被定义为对置的毛细管之间的最小尺寸，由箭头d指示)可以介于10μm与1000μm之间。所述中空芯部HC的直径d可能影响所述中空芯部HC光纤OF的模场直径、冲击损失、分散度、模态多元性、以及非线性性质。

在这种实施例中，所述包覆部分包括毛细管CAP(毛细管CAP充当反谐振元件)的单个环形布置。因此，从所述中空芯部HC的中心至所述光纤OF的外部的任何径向方向上的线穿过不多于一个毛细管CAP。

将了解，其它实施例可以具备反谐振元件的多种不同布置。这些布置可以包括具有反谐振元件的多个环的多种布置、以及具有嵌套式的反谐振元件的布置。图9(a)示出具有毛细管CAP的三个环的中空芯部光子晶体光纤的实施例，所述三个环沿径向方向堆叠于彼此之上。在这种实施例中，每个毛细管CAP在同一环中和不同环中均与其它毛细管接触。此外，虽然图7中所示出的实施例包括六个毛细管的环，但在其它实施例中，包括任何数目反谐振元件(例如，4、5、6、7、8、9、10、11或12个毛细管)的一个或更多个环可以被设置在所述包覆部分中。

图9(b)示出具有管状毛细管的单个环的上文所论述中空芯部光子晶体光纤的经修改的实施例。在图9(b)的示例中，存在管状毛细管21的两个同轴环。为了保持管状毛细管21的内环和外环，支撑管ST可以被包括在中空芯部光子晶体光纤中。支撑管可以由二氧化硅制成。

图7和图9(a)和图9(b)的示例的管状毛细管可以具有圆形横截面形状。对于管状毛细管，其它形状也是可能的，如椭圆或多边形横截面。另外，图7和图9(a)和图9(b)的示例的管状毛细管的固体材料可以包括如PMA的塑料材料、如二氧化硅的玻璃、或软玻璃。

图8描绘用于提供宽带输出辐射的辐射源RDS。所述辐射源RDS包括：脉冲泵浦辐射源PRS或能够产生所需的长度和能量水平的短脉冲的任何其它类型的源；具有中空芯部HC的光纤OF(例如，图7中所示出的类型)；以及设置在所述中空芯部HC内的工作介质WM(例如，气体)。虽然在图8中所述辐射源RDS包括图7中所示出的光纤OF，但在替代实施例中，可以使用其它类型的中空芯部HC光纤OF。

所述脉冲泵浦辐射源PRS被配置成提供输入辐射IRD。所述光纤OF的所述中空芯部HC被布置成接收来自所述脉冲泵浦辐射源PRS的输入辐射IRD，并且加宽所述输入辐射IRD以提供输出辐射ORD。所述工作介质WM能够加宽所接收的输入辐射IRD的频率范围以便提供宽带输出辐射ORD。

辐射源RDS还包括储存器RSV。所述光纤OF被设置在所述储存器RSV内。所述储存器RSV也可以称为壳体、容器或气室。所述储存器RSV被配置成包含所述工作介质WM。所述储存器RSV可以包括本领域中已知的用于控制、调节、和/或监测所述储存器RSV内部的工作介质WM(工作介质WM可以是气体)的组分的一个或更多个特征。所述储存器RSV可以包括第一透明窗口TW1。在使用时，所述光纤OF被设置在所述储存器RSV内，使得所述第一透明窗口TW1位于所述光纤OF的输入端IE附近。所述第一透明窗口TW1可以形成所述储存器RSV的壁的部分。所述第一透明窗口TW1可以至少对于所接收的输入辐射频率是透明的，使得所接收的输入辐射IRD(或至少其较大部分)可以被耦合至位于储存器RSV内部的光纤OF中。将了解到，可以设置光学器件(未示出)以用于将输入辐射IRD耦合至所述光纤OF中。

储存器RSV包括第二透明窗口TW2，所述第二透明窗口形成储存器RSV的壁的部分。在使用时，当所述光纤OF被设置在所述储存器RSV内部时，所述第二透明窗口TW2位于所述光纤OF的输出端OE附近。所述第二透明窗口TW2可以至少对于所述设备120的宽带输出辐射ORD的频率是透明的。

替代地，在另一实施例中，所述光纤OF的两个相反的端部可以被放置在不同的储存器内。所述光纤OF可以包括被配置成接收输入辐射IRD的第一端部区段，和用于输出宽带输出辐射ORD的第二端部区段。所述第一端部区段可以被放置在包括工作介质WM的第一储存器内。所述第二端部区段可以被放置在第二储存器内，其中，所述第二储存器也可以包括工作介质WM。所述储存器的运行可以如上文关于图8所描述的。所述第一储存器可以包括第一透明窗口，所述第一透明窗口被配置成对于输入辐射IRD是透明的。所述第二储存器可以包括第二透明窗口，所述第二透明窗口被配置成对于宽带输出宽带辐射ORD是透明的。所述第一储存器和所述第二储存器也可以包括可密封开口，以允许所述光纤OF部分地放置在所述储存器内且部分地放置在所述储存器外，使得气体可以被密封在所述储存器内。所述光纤OF还可以包括没有被包含在储存器内的中间区段。使用两个单独的气体储存器的这种布置对于其中所述光纤OF是相对较长(例如，当长度多于1m时)的实施例可以是尤其便利的。将了解到，对于使用两个单独的气体储存器的这样的布置，可以将两个储存器(所述两个储存器可以包括本领域中已知的用于控制、调节、和/或监测两个储存器内的气体的组分的一个或更多个特征)视为提供一种用于在所述光纤OF的所述中空芯部HC内提供所述工作介质WM的设备。

在这种情境中，如果在窗口上的一种频率的入射辐射的至少50％、75％、85％、90％、95％或99％被透射穿过所述窗口，则窗口对于所述频率可以是透明的。

第一TW1透明窗口和第二TW2透明窗口两者可以在所述储存器RSV的壁内形成气密密封，使得可以在所述储存器RSV内包含所述工作介质WM(所述工作介质WM可以是气体)。将了解到，所述气体WM可以在与所述储存器RSV的环境压力不同的压力下被包含在所述储存器RSV内。

所述工作介质WM可以包括：诸如氩、氪和氙之类的惰性气体；诸如氢、氘和氮之类的拉曼(Raman)活性气体；或诸如氩/氢混合物、氙/氘混合物、氪/氮混合物、或氮/氢混合物之类的气体混合物。依赖于填充气体的类型，所述非线性光学过程可以包括调制不稳定性(MI)、光孤子自压缩、光孤子裂变、克尔(Kerr)效应、拉曼效应和分散波产生(DWG)，这些现象的详细内容在WO2018/127266A1和US9160137B1(两者均由此以引用的方式而被合并入本文)中被描述。因为可以通过改变所述储存器RSR中的所述工作介质WM压力(即气室压力)来调节所述填充气体的分散，所以可以调整所产生的宽带脉冲动态和相关联光谱加宽特性，以便优化频率转换。

在一个实施方式中，所述工作介质WM可以至少在接收用于产生宽带输出辐射ORD的输入辐射IRD期间被设置在所述中空芯部HC内。将了解到，当所述光纤OF没有接收用于产生宽带输出辐射的输入辐射IRD时，所述气体WM可以全部或部分地不存在于所述中空芯部HC中。

为了实现频率加宽，可能需要高强度辐射。具有中空芯部HC光纤OF的优势在于，中空芯部HC光纤OF可以通过对传播经过所述光纤OF的辐射的强空间限制来实现高强度辐射，从而实现较高的局部化辐射强度。例如由于较高的所接收的输入辐射强度和/或由于所述光纤OF内的所述辐射的较强的空间限制，所以所述光纤OF内的辐射强度可以是较高的。所述中空芯部光纤的优势在于，所述中空芯部光纤可以引导具有比实心芯部光纤更宽的波长范围的辐射，并且具体地，中空芯部光纤可以引导在紫外和红外范围两者中的辐射。

使用中空芯部HC光纤OF的优势可以是：在所述光纤OF内受引导的大部分辐射被限制在所述中空芯部HC中。因此，所述光纤OF内的辐射的大部分相互作用是与工作介质WM进行的相互作用，所述工作介质WM被设置在所述光纤OF的所述中空芯部HC内。因此，可以增加所述工作介质WM对辐射的加宽效应。

所接收的输入辐射IRD可以是电磁辐射。所述输入辐射IRD可以作为脉冲辐射而被接收。例如，所述输入辐射IRD可以包括例如由激光产生的超快脉冲。

所述输入辐射IRD可以是相干辐射。所述输入辐射IRD可以是准直辐射，并且准直辐射的优势可以是促成且改善将所述输入辐射IRD耦合至所述光纤OF中的效率。所述输入辐射IRD可以包括单个频率、或窄频率范围。所述输入辐射IRD可以由激光产生。类似地，所述输出辐射ORD可以是经准直的和/或可以是相干的。

所述输出辐射ORD的所述宽带范围可以是连续范围，包括辐射频率的连续范围。所述输出辐射ORD可以包括超连续谱辐射。连续辐射可以有益于在一定数目的应用中使用，例如在量测应用中使用。例如，连续范围的频率可以用于查询大量性质。连续范围的频率可以例如用于确定和/或消除所量测的性质的频率相关性。超连续输出辐射ORD可以包括例如在100nm至4000nm的波长范围内的电磁辐射。所述宽带输出辐射ORD频率范围可以是例如400nm至900nm、500nm至900nm、或200nm至2000nm。超连续输出辐射ORD可以包括白光。

由所述脉冲泵浦辐射源PRS所提供的所述输入辐射IRD可以是脉冲式的。所述输入辐射IRD可以包括在200nm与2μm之间的一个或更多个频率的电磁辐射。所述输入辐射IRD可以例如包括具有1.03μm的波长的电磁辐射。所述脉冲辐射IRD的重复率可以具有1kHz至100MHz的数量级。脉冲能量可以具有0.1μJ至100μJ(例如，1μJ至10μJ)的数量级。所述输入辐射IRD的脉冲持续时间可以在10fs与10ps之间，例如300fs。所述输入辐射IRD的平均功率可以在100mW至若干100W之间。所述输入辐射IRD的平均功率可以例如是20W至50W。

所述脉冲泵浦辐射源PRS可以是激光器。这种激光脉冲沿所述光纤OF传输的时空传输特性(例如，所述激光脉冲的光谱振幅和相位)可以通过对(泵浦)激光器参数、工作组分WM变化、和光纤OF参数的调整来改变和调谐。所述时空透射特性可以包括以下各项中的一项或更多项：输出功率、输出模态分布、输出时间分布、所述输出时间分布的宽度(或输出脉冲宽度)、输出光谱分布、和输出光谱分布的带宽(或输出光谱带宽)。所述脉冲泵浦辐射源PRS参数可以包括以下各项中的一项或更多项：泵浦波长、泵浦脉冲能量、泵浦脉冲宽度、泵浦脉冲重复率。所述光纤OF参数可以包括以下各项中的一项或更多项：光纤长度、所述中空芯部HC的尺寸和形状、毛细管的尺寸和形状、包围所述中空芯部HC的毛细管的壁的厚度。所述工作组分WM(例如，填充气体)参数可以包括以下各项中的一项或更多项：气体类型、气体压力、和气体温度。

由所述辐射源RDS提供的宽带输出辐射ORD可以具有至少1W的平均输出功率。平均输出功率可以是至少5W。平均输出功率可以是至少10W。所述宽带输出辐射ORD可以是脉冲式宽带输出辐射ORD。所述宽带输出辐射ORD可以具有至少0.01mW/nm的输出辐射的整个波长带中的功率谱密度。所述宽带输出辐射的整个波长带中的功率谱密度可以是至少3mW/nm。

类似于其它类型的特种光纤(诸如实心芯部光子晶体光纤(SC-PCF))，中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)也可以使用所谓的堆叠和拉制技术来制造。制造过程包括以下三个主要阶段。

在阶段1中，(纯二氧化硅)毛细管和间隔物首先被堆叠在一起以形成堆叠组件。堆叠组件被插入到较大的夹套管(例如，直径为几厘米)中以形成预制件。堆叠组件与夹套管之间的间隙可以用例如各种外径的二氧化硅棒来填充。图10(a)示出了示例性预制件的横向横截面图像。如图中示出的，示例性预制件通过将包括七个毛细管CAP-1和诸如间隔物(未示出)之类的其它元件的堆叠组件插入夹套管JT中而形成。预制件可以具有例如10mm至50mmm之间的外径和例如1m的长度。

在阶段二中，预制件被保持在传统的光纤拉制塔的顶部处，在传统的光纤拉制塔的顶部处，预制件被向下供给到熔炉(例如，石墨电阻炉)中，以便加热预制件的下部区段。软化并拉长预制件的加热区，其中泪珠状水滴将光纤向下拉。额外的拉力和张力控制被用于确保预制件被拉制成坯棒。通常，一米长的预制件可以被拉制成10m至15m长的坯棒。然后将这种较长的坯棒切割成较短的工件，每个工件的长度例如为1m。图10(b)示出了从图10(a)中示出的示例性预制件拉制的示例坯棒的横向横截面图像。示例性坯棒包括围绕中空芯部HC-2并由支撑部分SP-2支撑的七个毛细管CAP-2。虽然示例性坯棒看起来更像最终的中空芯部光子晶体光纤(或目标中空芯部光子晶体光纤)，但示例性坯棒是刚性的并且其物理尺寸(例如，毛细管尺寸、支撑部分直径)都大于最终中空芯部光子晶体光纤的物理尺寸。在阶段二结束时，坯棒可以具有例如在1mm至5mm之间的外径，并且围绕坯棒的中空芯部HC的毛细管CAP可以分别具有例如在100μm至500μm之间的外径和例如在14μm至10μm之间的壁部分厚度。

在阶段三中，在阶段二中获得的每个坯棒然后被带到另一传统的光纤拉制塔，并被拉制成具有目标尺寸的最终中空芯部光子晶体光纤。通常，一米长的坯棒可以以连续方式被拉制成几百米长的光纤。在其最终形式中，中空芯部光子晶体光纤的外径可以被减小到例如100μm至200μm之间。与阶段二相反，在阶段三中进行的光纤拉制工艺额外地需要将坯棒连接到压力供应源，所述压力供应源被用于对坯棒的内部结构加压，以便使这些毛细管中的每个毛细管以期望且可控的方式膨胀。通过仔细调节坯棒的内部结构的不同部分(例如，毛细管腔CC和中空芯部HC)之间的相对压力，毛细管CAP被膨胀，并且因此其外径相对于支撑部分SP的内径而被增加。通过比较图10(b)和图10(c)中分别示出的两个横向横截面图像，这种效果是明显的，其中图10(c)中示出的所拉制的光纤具有每个毛细管CAP-3的外径与支撑部分SP-3的内径的较高的比率。在阶段三结束时，毛细管CAP的外径可以被增加到例如10μm至50μm之间，并且相应地毛细管壁部分WP的厚度可以被减小到例如0.1μm至1μm。每个毛细管腔CC与中空芯部HC之间的正压差的范围可以在10millibar(mbar)与500mbar之间。

毛细管以期望的方式膨胀是至关重要的，这是因为1)毛细管尺寸(例如，每个毛细管的外径)设定了影响所产生的宽带输出辐射(ORD)的内接芯部的尺寸；2)毛细管壁部分WP的厚度确定了共振波长，并且应该对应于不属于输出光谱光纤的一部分的波长；由于在共振波长处存在大量光损失，因此重要的是防止共振波长出现在输出光谱中，以便获得较平滑(或较少尖峰)的光谱轮廓；3)毛细管外径与中空芯部直径之间的比率确定了光纤的光导性能。

虽然现有的光纤拉制工艺可用于制成中空芯部光子晶体光纤，但现有的光纤拉制工艺通常导致从一个预制件的低生产产率(例如，由于所拉制的光纤不能满足光纤的规格中的任一光纤规格)，并且似乎不能满足对宽带输出辐射ORD的更宽光谱覆盖和/或更平滑的光谱轮廓的持续需求。例如，在阶段三中，毛细管CAP的物理尺寸(例如，外径和壁部分厚度)对压力非常敏感。与所需压力水平的轻微偏差可能导致壁部分厚度和/或外径超出规定的公差范围。稍高的压力可能导致毛细管CAP过膨胀，并且因而相互接触，从而成为有缺陷的光纤。随着输出辐射ORD的短波长边缘被连续地推向UV，毛细管壁部分WP的厚度被期望进一步减小，以避免共振波长出现在输出光谱中。向更精细的光纤内部结构发展的趋势(例如，每个具有小于180nm的厚度的更薄的毛细管壁部分)给现有光纤拉制工艺带来了巨大的技术挑战(例如，更准确和精确的压力控制/优化)，并且使得制造光子晶体光纤(特别是中空芯部光子晶体光纤)的某些设计不切实际。

此外，现有的光纤拉制工艺是连续的光纤拉制工艺。在光纤拉制期间，为了获得正确的毛细管尺寸，需要优化或调整在阶段三中被施加以使得坯棒的毛细管膨胀的压力。这通常是以试错方式进行的：施加某一压力使毛细管膨胀的同时，拉制、切割样品工件并分析其截面。一旦样品光纤的物理尺寸被确认为可接受的，则膨胀压力被固定，并且然后可以收集一批光纤。这意味着坯棒的第一部分总是在生产中损失，并且对光纤样品的分析是在较大的时间压力下进行的，这是因为它是在仍在拉制光纤时进行预制的。在膨胀压力仍然是次优的程度上，分析花费的时间越长，坯棒的将被损失的部分就越长。一旦确定了最优压力，其余的坯棒将以连续方式被拉制成光纤(例如，中空芯部光子晶体光纤)，这意味着所有所得到的光纤具有基本相同的物理尺寸。虽然现有的光纤拉制工艺可能适合于某些光子晶体光纤(例如，具有较厚毛细管壁的中空芯部光子晶体光纤)的大批量生产，但现有的光纤拉制工艺缺乏在批次到批次的基础上制造具有不同设计的光子晶体光纤的灵活性。

为了解决上述问题，发明人提出了一种生产光子晶体光纤(包括实心芯部光子晶体光纤(SC-PCF)和中空芯部光子晶体光纤)的方法，包括两个主要制造阶段：在第一光纤生产阶段，获得具有小于1.0mm的初始光纤外径的中间光子晶体光纤；和在第二制造阶段，拉长中间光子晶体光纤以便可控地减小中间光子晶体光纤的至少一个尺寸。中间光子晶体光纤应该被广义地解释为尚未具有最终或目标尺寸的光子晶体光纤光纤。所提出的方法不仅允许运营商为不同的小批量客户灵活定制光纤结构，而且还能很好地应对制造具有更精细的内部结构的光子晶体光纤(例如，中空芯部光子晶体光纤的更薄的毛细管壁)的越来越有挑战性的技术要求。

所提出的方法可以是分批光纤拉制工艺。与上文描述的连续光纤拉制工艺相比，分批工艺可以通过其从单个种子光纤(例如，中间光子晶体光纤)拉制短得多的光子晶体光纤的能力来区分。分批工艺不是一次拉制数百米的光纤，而是允许将中间光子晶体光纤拉制成多个单独的较短的光子晶体光纤，每个所述光子晶体光纤具有例如小于10m、小于5m或更短、或小于1m的长度。当所拉制的光子晶体光纤的长度达到预定长度时，所拉制的光子晶体光纤将从中间光子晶体光纤的其余部分被切断。一旦所拉制的光子晶体光纤被切掉，就可以从同一中间光子晶体光纤拉制新的光子晶体光纤。然而，这时，如果随后要拉制具有不同尺寸的光子晶体光纤，则可以再次控制或优化拉制参数。这种拉制-切割-拉制-切割、或优化-拉制-切割-优化-拉制-切割工艺是连续光纤拉制工艺无法实现的。

此外，连续光纤拉制工艺需要大于5cm(例如，通常为20cm)的加热区域，并导致大于3(例如，通常为100至1000)的拉长系数(即，光纤的长度除以坯棒的长度)。相比之下，在分批工艺中，加热区域小于5cm或小于0.5cm(例如，通常为1mm)，并且拉长系数小于3或小于1.5(例如，通常为1.2)。较小的加热区域有助于生产更精细的内部光纤结构，而较小的拉长系数有助于生产更短长度的光纤。

图11示出了根据实施例的制成光子晶体光纤的方法的流程图。在实现方式中，所述方法可以与光纤拉制设备结合使用，例如如图12中示出的。参考图11和图12两者，所述方法可以包括例如以下两个光纤生产阶段：

在第一光纤生产阶段FPS中，可以使用如上文描述的现有的连续光纤拉制工艺来制成中间光子晶体光纤。

在第二光纤生产阶段SPS中，中间光子晶体光纤可以在分批工艺中被进一步拉制成多个单独的光子晶体光纤。第二阶段可以包括以下六个步骤。

在步骤1110处，可以在中间光子晶体光纤的第一端FE处或附近将中间光子晶体光纤安装在第一光纤台ST1上，并在中间光子晶体光纤的第二端SE处或附近将中间光子晶体光纤安装在第二光纤台ST2上。中间光子晶体光纤上的安装第一光纤台的位置可以处于远离第一端FE的第一距离，并且中间光子晶体光纤上的安装第二光纤台的位置可以处于远离第二端SE的第二距离。例如，第一距离和第二距离的范围各自可以在1mm到100mm内。一旦安装，中间光子晶体光纤就可以保持大致笔直的。在优选的实现方式中，第一光纤台ST1和第二光纤台ST2可以被布置成使得中间光子晶体光纤沿大致垂直于地面GRD的方向(即，沿重力方向)被保持。在不同的实现方式中，第一光纤台ST1和第二光纤台ST2可以被布置成使得中间光子晶体光纤在大致平行于地面GRD的方向上被保持。在另一不同的实现方式中，两个光纤台可以被布置成使得中间光子晶体光纤被保持在相对于地面GRD具有一倾斜角度的方向上。中间光子晶体光纤可以借助于例如两个光纤夹具被夹持在第一光纤台ST1和第二光纤台ST2上。

在步骤1120处，可以连续且持续地向中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加第一压力，以便在光纤拉制工艺期间大致保持内部结构(如在以下步骤中描述的)。众所周知，如果不施加第一压力，在光纤拉制工艺期间可能会发生内部结构的变形。

在步骤1130处，可以借助于热源HS来加热中间光子晶体光纤的至少一个区段。一旦加热到大约1900℃或更高的熔化温度(依赖于中间光子晶体光纤的材料的类型)，中间光子晶体光纤的至少一个区段就可以被软化并沿光纤拉制方向(例如，竖直方向)拉长。中间光子晶体光纤的至少一个区段可以位于光纤的第一端与第二端之间。在实现方式中，热源HS可以包括用于提供(经聚焦的)激光束的激光源。在其它实现方式中，热源HS可以包括用于提供电弧等离子体的等离子体源、用于提供火焰的火焰源、或感应炉中的一种或更多种。

在步骤1140处，可以通过使第一光纤台ST1和第二光纤台ST2分别以第一速度V1和不同的第二速度V2移动来拉动/拉制中间光子晶体光纤，以便可控地减小中间光子晶体光纤的光纤外径。第一光纤台与第二光纤台之间的相对速度或速度差可以确定光纤拉制速度。在实现方式中，第一光纤台ST1可以进给所述中间光子晶体光纤，而第二台可以拉动/拉制所述中间光子晶体光纤。两个光纤台都可以在同一方向上移动(例如，向下或朝向地面GRD移动)，其中第一光纤台以比第二光纤台更低的速度移动(V1＜V2)。在另一实现方式中，第一光纤台和第二光纤台可以以相反方式布置，即第一光纤台是拉制台，而第二光纤台是进给台。在另一不同的实现方式中，两个光纤台(例如，第一台ST1)中的一个可以保持静止，而另一个台(例如，第二台ST2)可以远离静止的台，以便拉动光纤。在不同的实现方式中，第一光纤台和第二光纤台可以布置成在相反的方向上移动。在这样的实现方式中，可移动加热源HS可以被布置成在中间光子晶体光纤的至少一个区段上扫描多次。注意，每个光纤台的最大行程范围可能对最大可实现拉长系数施加限制，这又可能限制可以在所提出的方法中使用的中间光子晶体光纤的尺寸(例如，光纤外径)。例如，三或更小的小拉长系数可以将中间光纤的最大可接受外径限制成小于1mm。

在步骤1150处，可以向中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加至少第二压力，以便在拉制中间光子晶体光纤时可控地改变中间光子晶体光纤的一个或更多个内部尺寸。在实现方式中，第一压力和至少第二压力可以由同一压力供应源供应。在另一实现方式中，第一压力和至少第二压力可以由两个或更多个单独的压力供应源提供。在实现方式中，至少第二压力可以被间歇地施加，或者在光纤拉制期间需要不同于第一压力的压力时施加。在另一实现方式中，可以在光纤拉制期间连续地施加至少第二压力。在实现方式中，至少第二压力可以在光纤拉制期间保持为恒定压力。在不同的实现方式中，可以在光纤拉制期间调整至少第二压力。

在步骤1160处，当所拉制的光子晶体光纤的长度达到预定长度(例如，1m)时，所拉制的光子晶体光纤将从所述光纤的其余部分被切断。一旦所拉伸的光子晶体光纤被切掉，就可以从同一中间光子晶体光纤拉制具有相同或不同尺寸的新的光子晶体光纤。

在实现方式中，中间光子晶体光纤可以是实心芯部光子晶体光纤(SC-PCF)坯棒，并且其内部结构可以包括实心芯部、和围绕所述实心芯部分布的多个空气孔。第一压力和至少第二压力二者都可以被直接施加到多个空气孔(或者更一般地，气孔，术语“空气孔”不一定意味着规定所使用的气体是空气)，其中第一压力的施加可以用于大致保持实心芯部光子晶体光纤的内部结构(例如，在光纤拉制期间保持空气孔打开)，而至少第二压力的施加可以用于可控地改变实心芯部的大小。在不同的实现方式中，中间光子晶体光纤可以是中空芯部光子晶体光纤坯棒(例如，如图10(b)中示出的)，并且其内部结构可以包括中空芯部HC和围绕所述中空芯部HC的多个毛细管CAP。可以施加第一压力以基本上保持中空芯部光子晶体光纤的内部结构(例如，保持每个毛细管CAP的外径与支撑部分SP的内径的比率，并且因而防止毛细管缩小或甚至塌陷)，而可以施加至少第二压力以使毛细管CAP相对于支撑部分SP的内径膨胀。在其它实现方式中，可以是在整个光纤拉制工艺期间仅第一压力被施加到中间光子晶体光纤。

将理解，不同的光纤设计可以包括不同的内部结构，并且因此可以具有不同的压力要求(例如，压力水平、压力供应源类型、压力连接)。例如，当制造实心芯部光子晶体光纤时，压力供应源可以连接到中间实心芯部光子晶体光纤的多个空气孔，以便保持所述空气孔打开，并在光纤拉制期间可控地减小实心芯部尺寸。在这种情况下，压力供应源PS可以向空气孔供应压力，依赖于光纤设计，所述压力的范围可以在1000mbar与2000mbar之间。相反，只要在这些毛细管腔CC中的每个毛细管腔与中间中空芯部光子晶体光纤的中空芯部HC之间建立正压差，当制造中空芯部光子晶体光纤时，可以使用低于或高于环境压力(环境压力通常在900mbar与1000mbar之间)的压力。在施加第一压力的情况下，正压差的范围可以在1mbar与20mbar之间。在施加至少第二压力的情况下，例如，用于使毛细管腔CC膨胀，正压差的范围可以在20mbar与1000mbar之间。

图13示意性地描述了用于将压力供应源(例如，真空泵)连接到中间中空芯部光子晶体光纤以便可控地改变光纤的内部结构(例如，毛细管)的示例性配置。从图中可以看出，压力供应源PS可以包括真空泵，所述真空泵可以用于将空气从外壳吸出，以便产生真空环境。压力供应源可以经由空气软管AH连接到中间中空芯部光子晶体光纤(I-HC-PCF)的中空芯部HC。

在连接到压力供应源PS之前，中间中空芯部光子晶体光纤可以首先经历密封工艺，以便气密地密封光纤的所有毛细管腔CC。密封工艺可以包括例如1)完全密封中间中空芯部光子晶体光纤的第一端FE；第一端FE的气密密封可以例如通过施加覆盖第一端FE的整个表面的粘合剂或蜡层来实现；替代地，第一端FE的气密密封可以通过加热和熔化第一端来实现；2)加热中间中空芯部光子晶体光纤的第二端SE的端部部分，以便使经加热的端部部分内的毛细管CAP中的每个毛细管熔化并随后塌陷。端部部分可以从第二端SE开始，并且可以具有例如从1mm到100mm的长度L。在密封工艺之后，每个毛细管腔CC可以被完全封闭，并且可以包含在大致接近环境压力(例如，在900mbar与1000mbar之间)的恒定压力下的气体。

在密封工艺之后，中间中空芯部光子晶体光纤的中空芯部HC可以以气密方式连接到空气软管AH。中空芯部HC的压力可以由调节所述压力供应源PS与光纤之间的气流的压力控制器PC精确地控制。使用真空泵作为压力供应源PS允许在中空芯部HC内形成真空或负压，并因此在这些封闭的毛细管腔CC中的每个封闭的毛细管腔与中空芯部HC之间建立正压差。如上文提到的，正压差可以导致这些封闭的毛细管中的每个封闭的毛细管的膨胀，从而改变其物理尺寸。注意，图13中示出的压力连接只是非限制性示例。其它不同的配置同样适用。例如，压力供应源PS可以例如借助于可弯曲的空气软管AH连接到被竖直地保持的中间光子晶体光纤(例如，如图12中示出的)的一端(例如，第二端SE)。在这种情况下并且回到参考图12，压力控制器可以用于精确地控制中空芯部HC中的负压，所述负压有效地控制在光纤拉制工艺期间由这些封闭的毛细管中的每个封闭的毛细管承受的膨胀压力。

在其它实现方式中，压力供应源可以包括气体压力供应源，所述气体压力供应源将气体(例如，空气)直接地泵送到这些毛细管中的每个毛细管中。在这些情况下，可能只需要封闭毛细血管的一端。使用该方法，可以获得高于1000mbar(例如，2000mbar)的正压差。在替代方法中，中空芯部HC和毛细管腔CC内的压力可以(通过压力供应源PS)被形成到高于环境压力的压力，例如在1000mar至3000mbar的范围内，随后封闭毛细管腔CC的第一端(FE)和第二端(SE)。随后，中空芯部HC内的压力可以被调整以保持期望的压差，例如在0mbar至2000mbar的范围内。

回到图1l，中间光子晶体光纤可以通过经历现有的光纤拉制工艺的一部分来生产。例如，当制造中空芯部光子晶体光纤时，中间光子晶体光纤的制成可以涉及现有的光纤拉制工艺的所有三个阶段，即中间光子晶体光纤可以从由预制件拉制的光子晶体光纤坯棒拉制。

在一些实施方式中，所拉制的光纤(即中间光子晶体光纤)的毛细管可能欠膨胀(或未完全膨胀)。换句话说，所拉制的光纤的毛细管的物理尺寸可能仍然不同于设计/目标尺寸。毛细管的直径可以是例如所设计的毛细管尺寸的50％至90％。毛细管壁部分WP的厚度可以比所设计的壁部分的厚度大1倍至2倍。由于毛细管的膨胀和光纤的拉制可以被独立地控制，因此所拉制的光纤或中间光子晶体光纤的其它光纤尺寸(例如，外径)可以落在设计公差内，或者仍然不同于所设计的尺寸。如果仅毛细管尺寸不同于所设计的尺寸，则所提出的方法的第二光纤生产阶段可以被用于使毛细管进一步膨胀的同时，大致保持光纤的其它尺寸(例如，外径)。否则，所提出方法的第二光纤生产阶段可以被用于使中间光纤进一步拉制和膨胀，直到其最终尺寸满足尺寸目标。

在其它实现方式中，可以使用为获得最终光纤尺寸而优化的拉制和膨胀(或加压)参数从坯棒拉制中间光纤。然而，拉制工艺可以在达到最终光纤尺寸之前被可控地终止。以这种方式生产的中间光子晶体光纤可以被认为是最终光纤的比例增大或“放大”版本，其中光纤尺寸中的一些或所有(例如，光纤外径、毛细管直径、壁部分厚度)可以比最终光纤尺寸大1.5倍至2倍。然后，中间光子晶体光纤可以经历所提出的方法中的第二生产阶段，其中，中间光子晶体光纤可以被拉制到最终光纤，而不需要使毛细管腔进一步膨胀(例如，不执行图11中示出的步骤1150)。

在不同的实现方式中，中间光子晶体光纤可以包括已经用于产生宽带输出辐射ORD的光子晶体光纤(例如，中空芯部光子晶体光纤)。所提出的方法的第二光纤生产阶段可以用于使中间光子晶体光纤的至少一个选定部分逐渐变细，以便进一步改善宽带输出辐射ORD的输出特性(例如，光谱覆盖度、光谱轮廓)。锥形光纤可以包括腰部区段，所述腰部区段包括光纤直径被减小的逐渐变细区段、直径恒定的中心区、以及光纤直径被增加到原始直径的逐渐变粗区段。锥形的腰部区段的长度可以从例如几毫米延伸到几十厘米。如果在光纤拉制期间光纤参数被改变，则具有例如几十米的较长长度的锥形的腰部区段可以是可能的。参考图12，在拉长工艺期间对加热区域的延伸的精确控制允许生产任意锥形轮廓和腰部长度。中空芯部HC光纤OF(例如，中空芯部光子晶体光纤)可以以绝热方式逐渐变细，使得基本模式的传播大致通过逐渐变细的光纤来维持。虽然也可以在现有光纤拉制工艺中实现光纤逐渐变细，但是光纤逐渐变细需要被应用于整个光纤，而不是所提出的方法所允许的光纤的一个或更多个选定部分。因此，所提出的方法为制造不同的定制光纤结构提供了更灵活和更容易的方式。

将理解，所提出的方法也可以适用于中间光子晶体光纤的毛细管已经过膨胀的情况。例如，在一些实现方式中并且参考回到图13，压力供应源PS可以向光纤的中空芯部HC施加至少第二压力，以便在这些封闭的毛细管腔CC中的每个封闭的毛细管腔与中空芯部HC之间形成(例如，正)压差。相对于用于大致保持光纤的内部结构的第一压力所建立的压差，这种压差可以被稍微减小。减小的压差可能导致毛细管腔的紧缩。

图14是图示可以辅助实施本文中所公开的方法和流程的计算机系统1400的框图。计算机系统1400包括总线1402或用于通信信息的其它通信机构、和与总线1402耦接以用于处理信息的处理器1404(或多个处理器1404和1405)。计算机系统1400也包括耦接至总线1402以用于储存将要由处理器1404执行的信息和指令的主存储器1406，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。主存储器1406也可以用于在将要由处理器1404执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其它中间信息。计算机系统1400还包括耦接至总线1402以用于储存用于处理器1404的静态信息和指令的只读存储器(ROM)1408或其它静态储存装置。提供诸如磁盘或光盘等储存装置1410，并且储存装置1410耦接至总线1402以用于储存信息和指令。

计算机系统1400可以由总线1402耦接至用于向计算机用户显示信息的显示器1412，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括字母数字按键和其它按键的输入装置1414耦接至总线1402以用于将信息和命令选择通信至处理器1404。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息和命令选择通信至处理器1404且用于控制显示器1412上的光标移动的光标控制件1414，诸如鼠标、轨迹球或光标方向按键。这种输入装置通常具有在两个轴(第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y))上的两个自由度，这允许所述输入装置指定平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。

如本文中所描述的方法中的一个或更多个方法可以由计算机系统1400响应于处理器1404执行主存储器1406中所包括的一个或更多个指令的一个或更多个序列来进行。可以将这样的指令从另一计算机可读介质(诸如储存装置1410)读取至主存储器1406中。主存储器1406中包括的指令序列的执行使得处理器1404进行本文中所描述的过程步骤。呈多处理布置的一个或更多个处理器也可以用于执行主存储器1406中所包括的指令序列。在替代性实施例中，可以代替或结合软件指令来使用硬连线电路系统。因此，本文中的描述不限于硬件电路系统与软件的任何特定组合。

如本文中所使用的术语“计算机可读介质”指代参与将指令提供至处理器1404以供执行的任何介质。这种介质可以呈许多形式，包括(但不限于)非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如储存装置1410。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器1406。传输介质包括同轴缆线、铜线和光纤，包括包含总线1402的电线。传输介质也可以呈声波或光波形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如软磁盘、软性磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣、如下文所描述的载波、或可以供计算机读取的任何其它介质。

可以在将一个或更多个指令的一个或更多个序列承载至处理器1404以供执行时涉及各种形式的计算机可读介质。例如，可以初始地将所述指令承载于远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载至其动态存储器中，并且使用调制解调器经由电话线来发送指令。在计算机系统1400本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并且使用红外传输器以将数据转换为红外信号。耦接至总线1402的红外检测器可以接收红外信号中所承载的数据且将数据放置在总线1402上。总线1402将数据承载至主存储器1406，处理器1404从所述主存储器1406获取和执行指令。由主存储器1406接收的指令可以可选地在供处理器1404执行之前或之后被储存在储存装置1410上。

计算机系统1400也优选地包括耦接至总线1402的通信接口1418。通信接口1418提供与网络链路1420的双向数据通信耦合，所述网络链路1420连接至局域网1422。例如，通信接口1418可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器以提供对相应的类型的电话线的数据通信连接。作为另一示例，通信接口1418可以是将数据通信连接提供至兼容LAN的局域网(LAN)卡。也可以实施无线链路。在任何这样的实施中，通信接口1418发送和接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电学信号、电磁信号或光学信号。

网络链路1420通常经由一个或更多个网络将数据通信提供至其它数据装置。例如，网络链路1420可以经由局域网1422向主计算机1424或向由因特网服务提供商(ISP)1426操作的数据装备提供连接。ISP 1426又经由全球封包数据通信网络(现在通常称为“因特网”1428)提供数据通信服务。局域网1422和因特网1428均使用承载数字数据流的电学信号、电磁信号或光学信号。经由各种网络的信号和在网络链路1420上且经由通信接口1418的信号(所述信号将数字数据承载至计算机系统1400且承载来自计算机系统1400的数字数据)是输送信息、的载波的示例性形式。

计算机系统1400可以由(多个)网络、网络链路1420和通信接口1418发送消息且接收包括程序代码的数据。在因特网的示例中，服务器1430可能经由因特网1428、ISP 1426、局域网1422和通信接口1418来传输用于应用程序的所请求的代码。例如，一种这样的经下载的应用程序可以提供本文中所描述的技术中的一个或更多个。所接收的程序代码可以在其被接收到时由处理器1404执行，和/或储存在储存装置1410或其它非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统1400可以获得呈载波的形式的应用代码。

虽然可以在本文中具体地参考在IC制造中的光刻设备的使用，但应该理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。

在以下经编号的方面列表中公开了另外的实施例：

1.一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，所述方法包括：获得具有小于1.0mm的初始光纤外径的中间光子晶体光纤；和拉长所述中间光子晶体光纤以便可控地减小所述中间光子晶体光纤的至少一个尺寸。

2.根据方面1所述的方法，其中，获得所述中间光子晶体光纤包括使用传统光纤拉制工艺从坯棒生产所述中间光子晶体光纤。

3.根据方面1或2所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤在所述拉长步骤之前的初始光纤外径小于0.4mm。

4.根据任一前述方面所述的方法，其中，对所述中间光子晶体光纤的一段执行拉长步骤，使得经拉长的中间光子晶体光纤小于10m。

5.根据方面1至3中任一项所述的方法，其中，对所述中间光子晶体光纤的一段执行所述拉长步骤，使得经拉长的中间光子晶体光纤小于5m。

6.根据方面1至3中任一项所述的方法，其中，对所述中间光子晶体光纤的一段执行所述拉长步骤，使得经拉长的中间光子晶体光纤小于1m。

7.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤包括重复以下步骤：拉制所述中间光子晶体光纤的一段以减小所述段的至少一个尺寸；和当所述中间光子晶体光纤被拉制时，从所述中间光子晶体光纤切下所述段。

8.根据方面7所述的方法，其中，执行单独地拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于10m。

9.根据方面7所述的方法，其中，执行单独地拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于5m。

10.根据方面7所述的方法，其中，执行单独地拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于1m。

11.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤包括加热所述中间光子晶体光纤，所述加热在所述中间光子晶体光纤上不大于5cm的加热区域上执行。

12.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤包括加热所述中间光子晶体光纤，所述加热在所述中间光子晶体光纤上不大于0.5cm的加热区域上执行。

13.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述加热通过施加激光束来执行。

14.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤将所述中间光子晶体光纤拉长达不超过3倍。

15.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤将所述中间光子晶体光纤拉长达不超过1.5倍。

16.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤包括在所述中间光子晶体光纤的第一端处或附近将所述中间光子晶体光纤安装在第一台上，以及在所述中间光子晶体光纤的第二端处或附近将所述中间光子晶体光纤安装在第二台上。

17.根据方面16所述的方法，其中，所述拉长步骤还包括加热所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段，所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段被包括在位于所述中间光子晶体光纤上的安装所述第一台的位置与位于所述中间光子晶体光纤上的安装所述第二台的位置之间。

18.根据方面17所述的方法，其中，所述拉长步骤还包括使所述第一台和所述第二台中的至少一个台移动，使得所述第一台和所述第二台分别处于不同的速度。

19.根据方面18所述的方法，其中，所述移动步骤包括使所述第一台以第一速度移动和使所述第二台以第二速度移动。

20.根据方面19所述的方法，其中，所述移动步骤还包括使所述第一台移动以便进给所述中间光子晶体光纤的同时，使所述第二台移动以便拉动所述中间光子晶体光纤，其中，两个台沿同一方向移动，并且所述第一速度小于所述第二速度。

21.根据方面18或19所述的方法，其中，所述移动步骤还包括使所述第一台和所述第二台沿相反的方向移动。

22.根据方面21所述的方法，其中，所述移动步骤还包括在所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段上来回加热。

23.根据方面18或19中任一项所述的方法，其中，所述移动步骤包括保持所述第一台和第二台中的一个台大致固定的同时，将另一个台从固定台移动。

24.根据方面18至23中任一项所述的方法，其中，执行所述移动步骤，直到在所述中间光子晶体光纤上形成至少一个腰部区段。

25.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述拉长步骤包括向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加至少一个压力，以便在执行所述拉长步骤时以能够控制的方式改变所述中间光子晶体光纤相对于其光纤外径的一个或更多个内部尺寸。

26.根据方面25所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤包括中间中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)，所述中间中空芯部光子晶体光纤包括具有由多个毛细管包围的中空芯部的本体，其中，每个毛细管包围由所述多个毛细管中的每个毛细管的壁部分、以及所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端和第二端形成的毛细管腔。

27.根据方面26所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤包括向所述中间中空芯部光子晶体光纤的中空芯部施加至少一个压力。

28.根据方面26所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤包括向所述中间中空芯部光子晶体光纤的多个毛细管中的每个毛细管施加至少一个压力。

29.根据方面27或28中任一项所述的方法，其中，将向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤还包括在向所述中间中空芯部光子晶体光纤施加所述至少一个压力的步骤之前，气密地密封所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端。

30.根据方面29所述的方法，其中，所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端的气密密封包括以下各项中的至少一个：施加粘合剂以覆盖所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端的表面；施加蜡以覆盖所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端的表面；或者使所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端熔化。

31.根据方面29或30所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤还包括加热所述中间中空芯部光子晶体光纤的第二端，以便使所述多个毛细管在所述第二端处的一部分塌陷，并且因此形成多个封闭的毛细管腔。

32.根据方面31所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤还包括将所述中间中空芯部光子晶体光纤的中空芯部的第二端连接到压力供应源，以便向所述中空芯施加至少一个压力，从而在所述多个封闭的毛细管腔中的每个封闭的毛细管腔与所述中空芯之间建立至少一个压差，从而使所述多个封闭的毛细管腔膨胀、大致保持或紧缩。

33.根据方面32所述的方法，其中，所述多个封闭的毛细管腔中的每个封闭的毛细管腔与所述中空芯之间的至少一个压差的绝对值的范围为20mbar至2000mbar。

34.根据方面26至33中任一项所述的方法，其中，执行施加至少一个压力的步骤以便以能够控制的方式将所述多个毛细管中的每个毛细管的壁部分的厚度减小到200nm或更小。

35.根据方面26至33中任一项所述的方法，其中，执行施加至少一个压力的步骤以便以能够控制的方式将所述多个毛细管中的每个毛细管的壁部分的厚度减小到100nm或更小。

36.根据方面26至33中任一项所述的方法，其中，执行施加至少一个压力的步骤，以便以能够控制的方式将所述多个毛细管中的每个毛细管的外径改变为10μm或更大。

37.根据方面26至33中任一项所述的方法，其中，执行施加至少一个压力的步骤，以便以能够控制的方式将所述多个毛细管中的每个毛细管的外径改变为19μm或更大。

38.根据方面25所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤包括中间实心芯部光子晶体光纤(SC-PCF)，所述中间实心芯部光子晶体光纤包括具有由多个气孔包围的实心芯部的本体。

39.根据方面38所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤包括向所述中间实心芯部光子晶体光纤的多个气孔中的每个气孔施加至少一个压力，以便保持所述多个气孔打开并减小所述实心芯部的直径。

40.根据任一前述方面所述的方法，其中，执行所述拉长步骤，直到经拉长的中间光子晶体光纤的光纤外径为200μm或更小。

41.根据任一前述方面所述的方法，其中，执行所述拉长步骤，直到经拉长的中间光子晶体光纤的光纤外径为100μm或更小。

42.一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，包括：获得中间光子晶体光纤；和从所述中间光子晶体光纤生产多个光子晶体光纤，其中，通过重复以下步骤来生产每个光子晶体光纤：拉制所述中间光子晶体光纤的一段以减小所述段的至少一个尺寸；和在拉制时从所述中间光子晶体光纤切下所述段。

43.根据方面42所述的方法，其中，获得所述中间光子晶体光纤的步骤包括使用传统光纤拉制工艺从坯棒生产所述中间光子晶体光纤。

44.根据方面42或43所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤在单独地拉制一段的所述步骤之前的光纤外径小于1.0mm。

45.根据方面42至44中任一项所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤在单独地拉制一段的所述步骤之前的光纤外径小于0.4mm。

46.根据方面42至45中任一项所述的方法，其中，执行拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于45m。

47.根据方面42至45中任一项所述的方法，其中，执行拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于5m。

48.根据方面42至45中任一项所述的方法，其中，执行拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于1m。

49.根据方面42至48中任一项所述的方法，其中，所述拉制一段的步骤包括加热所述中间光子晶体光纤，在所述中间光子晶体光纤上不大于5cm的加热区域上执行所述加热。

50.根据方面42至49中任一项所述的方法，其中，所述拉制一段的步骤包括加热所述中间光子晶体光纤，在所述中间光子晶体光纤上不大于0.5cm的加热区域上执行所述加热。

51.根据方面42至50中任一项所述的方法，其中，通过施加激光束来执行所述加热。

52.根据方面42至51中任一项所述的方法，其中，所述拉制一段的步骤将所述中间光子晶体光纤拉长达不超过3倍。

53.根据方面42至52中任一项所述的方法，其中，所述拉制一段的步骤将所述中间光子晶体光纤拉长达不超过1.5倍。

54.根据方面42至53中任一项所述的方法，其中，所述拉制一段的步骤包括：在所述中间光子晶体光纤的第一端处或附近将所述中间光子晶体光纤安装在第一台上，以及在所述中间光子晶体光纤的第二端处或附近将所述中间光子晶体光纤安装在第二台上。

55.根据方面54所述的方法，其中，拉制一段的步骤还包括加热所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段，所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段被包括在位于所述中间光子晶体光纤上的安装所述第一台的位置与位于所述中间光子晶体光纤上的安装所述第二台的位置之间。

56.根据方面55所述的方法，其中，拉制一段的步骤还包括使所述第一台和所述第二台中的至少一个台移动，使得所述第一台和所述第二台分别处于不同的速度。

57.根据方面56所述的方法，其中，所述移动步骤包括使所述第一台以第一速度移动和使所述第二台以第二速度移动。

58.根据方面57所述的方法，其中，所述移动步骤还包括使所述第一台移动以便进给所述中间光子晶体光纤的同时，使所述第二台移动以便拉动所述中间光子晶体光纤，其中，两个台沿同一方向移动，并且所述第一速度小于所述第二速度。

59.根据方面56或57所述的方法，其中，所述移动步骤还包括使所述第一台和所述第二台沿相反方向移动。

60.根据方面59所述的方法，其中，所述移动步骤还包括在所述中间光子晶体光纤的至少一个中间区段上来回或反复加热。

61.根据方面56或57中任一项所述的方法，其中，所述移动步骤包括使所述第一台和第二台中的一个台保持大致固定的同时，将另一个台从固定台移动。

62.根据方面56至61中任一项所述的方法，其中，执行所述移动步骤，直到在所述中间光子晶体光纤上形成至少一个腰部区段。

63.根据方面42至52中任一项所述的方法，其中，拉制一段的步骤包括向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加至少一个压力，以便在执行拉制一段的步骤时，以能够控制的方式改变所述中间光子晶体光纤相对于其光纤外径的一个或更多个内部尺寸。

64.一种光子晶体光纤，所述光子晶体光纤是使用根据任一前述方面所述的方法生产的。

虽然可以在本文中具体地参考在光刻设备的情境下的本发明的实施例，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或量测或处理诸如晶片(或另一基底)或掩模(或另一图案形成装置)的对象的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

虽然上文可具体参考在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用，但将了解，在情境允许的情况下，本发明不限于光学光刻术且可以用于例如压印光刻术的其它应用中。

虽然上文已描述本发明的特定实施例，但将了解，可以以与所描述的方式不同的其它方式实践本发明。以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，所述方法包括：

获得具有小于1.0mm的初始光纤外径的中间光子晶体光纤；以及

拉长所述中间光子晶体光纤以便以能够控制的方式减小所述中间光子晶体光纤的至少一个尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述中间光子晶体光纤包括使用传统光纤拉制工艺从坯棒生产所述中间光子晶体光纤。

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，对所述中间光子晶体光纤的一段执行拉长步骤，使得经拉长的中间光子晶体光纤短于10m。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述拉长步骤包括重复以下步骤：

拉制所述中间光子晶体光纤的一段以减小所述段的至少一个尺寸；以及

当所述中间光子晶体光纤被拉制时，从所述中间光子晶体光纤切下所述段。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，执行单独地拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的所述光子晶体光纤的所述段短于10m。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述拉长步骤包括：向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加至少一个压力，以便在执行所述拉长步骤时以能够控制的方式改变所述中间光子晶体光纤相对于其光纤外径的一个或更多个内部尺寸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤包括中间中空芯部光子晶体光纤(HC-PCF)，所述中间中空芯部光子晶体光纤包括具有由多个毛细管包围的中空芯部的本体，其中，每个毛细管包围由所述多个毛细管中的每个毛细管的壁部分、以及所述中间中空芯部光子晶体光纤的第一端和第二端形成的毛细管腔。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤包括：向所述中间中空芯部光子晶体光纤的中空芯部施加至少一个压力。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，向所述中间光子晶体光纤的一个或更多个内部结构施加所述至少一个压力的步骤包括：向所述中间中空芯部光子晶体光纤的所述多个毛细管中的每个毛细管施加至少一个压力。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，执行所述拉长步骤，直到经拉长的中间光子晶体光纤的光纤外径为200μm或更小。

11.一种生产光子晶体光纤(PCF)的方法，包括：

获得中间光子晶体光纤；以及

从所述中间光子晶体光纤生产多个光子晶体光纤，其中通过重复以下步骤来生产每个光子晶体光纤：

拉制所述中间光子晶体光纤的一段以减小所述段的至少一个尺寸；以及

当所述中间光子晶体光纤被拉制时，从所述中间光子晶体光纤切下所述段。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，获得所述中间光子晶体光纤的步骤包括使用传统光纤拉制工艺从坯棒生产所述中间光子晶体光纤。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述中间光子晶体光纤在单独地拉制一段的所述步骤之前的光纤外径小于1.0mm。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，执行拉制一段的步骤，使得在所述切下步骤之前，每个被单独地拉制的光子晶体光纤的所述段短于45m。

15.一种光子晶体光纤，所述光子晶体光纤是使用任一前述权利要求所述的方法生产的。