TWI769564B - 用於產生寬帶輻射之基於空心光子晶體光纖之光學組件 - Google Patents

用於產生寬帶輻射之基於空心光子晶體光纖之光學組件 Download PDF

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寇音 修伯特 邁修斯 柏提斯
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Abstract

本發明揭示光學組件及其製造方法。一第一光學組件包含：一空心光子晶體光纖，其包含用於導引輻射之若干內部毛細管及覆蓋該內部毛細管之一外部毛細管；及至少一輸出端區段，其在該輸出端區段之至少一部分具有一內徑，該內徑大於該外部毛細管在該輸出端區段之前沿著該空心光子晶體光纖之一中心部分之一內徑。一第二光學組件包含一空心光子晶體光纖及一套管配置。

Description

用於產生寬帶輻射之基於空心光子晶體光纖之光學組件
本發明係關於一種基於寬帶輻射產生器之空心光子晶體光纖，且特定言之，係關於與積體電路製造中之度量衡應用有關的此類寬帶輻射產生器。
微影設備為經建構以將所要圖案塗覆至基板上之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影設備可例如將圖案化器件(例如遮罩)處之圖案(通常亦稱為「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如晶圓)上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影至基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長決定可形成於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相比於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影設備，使用具有介於4至20nm之範圍內之波長(例如6.7nm或13.5nm)之極紫外(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。
低k1微影可用於處理尺寸小於微影設備之典型解析度極限的特徵。在此程序中，可將解析度公式表達為CD=k1×λ/NA，其中λ為所 採用輻射之波長，NA為微影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此情況下為半間距)且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則愈難以在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用於微影投影設備及/或設計佈局。此等步驟包括(例如)但不限於：NA之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化器件之使用、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦稱作「光學及程序校正」)，或通常定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影設備之穩定性之嚴格控制迴路可用於改良在低k1下之圖案之再生。
度量衡工具用於IC製造程序之許多態樣，例如作為用於在曝光之前適當定位基板之對準工具，量測基板之表面拓樸之調平工具，例如用於在程序控制中檢測/量測曝光及/或蝕刻產品之基於聚焦控制及散射量測之工具。在每一情況下，皆需要輻射源。出於包括量測魯棒性及準確度之各種原因，寬帶或白光輻射源逐漸用於此類度量衡應用。將需要對現存器件進行改良以用於寬帶輻射產生。
在本發明之第一態樣中，提供一種第一光學組件，其包含：空心光子晶體光纖，其包含用於導引輻射之若干內部毛細管及覆蓋內部毛細管之外部毛細管；以及至少輸出端區段，其在該輸出端區段之至少一部分具有內徑，該內徑大於該外部毛細管在輸出端區段之前沿著空心光子晶體光纖之中心部分之外部毛細管之內徑。
在本發明之第二態樣中，提供一種光學組件，其包含：空 心光子晶體光纖；及套管配置，其包含覆蓋該空心光子晶體光纖之各末端之至少相應末端部分的至少一個套管；其中：空心光子晶體光纖之內部毛細管經塌陷以界定空心光子晶體光纖之各末端處的錐形核心區，錐形核心區包含區，在錐形核心區之區中空心光子晶體光纖之空心具有朝向空心光子晶體光纖之各末端之增大直徑；及接觸區，在其處該套管配置接觸該空心光子晶體光纖，該等接觸區相對於空心光子晶體光纖之主軸線均處於或超出錐形核心區。
本發明之其他態樣包含一種包含第一態樣及第二態樣之光學組件之寬帶光源及度量衡器件以及第一態樣及第二態樣之光學組件之製造方法。
2:寬帶輻射投影儀
4:分光計偵測器
6:光譜
8:輪廓
10:空心區
20:內部包層區
21:反諧振元件
30:外部包層區
100:寬帶光源器件
101:HC-PCF
102:氣室
103a:輸入光學窗
103b:輸出光學窗
110:泵雷射
111:泵浦脈衝串
120:光學組件
130:光學診斷器件
900:HC-PCF燈泡
900':HC-PCF燈泡
910:HC-PCF光纖
920:外部末端毛細管
920':外部末端毛細管
925:HC-PCF光纖外部毛細管
930:端蓋
940:錐形核心區
1000:HC-PCF光纖
1020:基座
1030:容納區
1040:封蓋
1100:HC-PCF光纖
1110:錐形區
1130:套管
1130':套管
1130":套管
1140:錐形輪廓
1150:接觸點
1160:位置
1160':突出
1170:端蓋
AM:標記
ANG:入射角
ARE:反諧振元件
AS:對準感測器
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
BE1:輻射光束
BK:烘烤板
C:目標部分
CB:計數器主體
CF:毛細管光纖
CH:冷卻板
CL:電腦系統
d:最小橫向ARE尺寸
D:最小橫向核心尺寸
DE:顯影器
DET:偵測器
DGR:偵測光柵
F:HC-PCF光纖
GR:氣體儲集器
HS:熱源
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
IB:資訊攜載光束
IF:位置量測系統
IL:照明系統
LA:微影設備
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
LC:微影單元
LS:高度感測器
LSB:輻射光束
LSD:偵測單元
LSO:輻射源
LSP:投影單元
Ltp:長度
M1:遮罩對準標記
M2:遮罩對準標記
MA:圖案化器件
MLO:量測方位
MT:遮罩支撐件/度量衡工具
OJ:外部護套
OL:物鏡
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PC:壓力蓋
PD:光偵測器
PEB:曝光後烘烤步驟
PGR:投影光柵
PM:第一定位器
PR:壓力調節器
PS:投影系統
PU:單元
PW:第二定位器
RB:光束
RO:自動機
RSO:輻射源
SC:旋塗器
SC1:第一標度
SC2:第二標度
SC3:第三標度
SCS:監督控制系統
SM:光點鏡面
SO:輻射源
SP:照明光點
SRI:自參考干涉計
t:壁厚度
TCU:塗佈顯影系統控制單元
TP:玻璃喇叭
W:基板
WT:基板支撐件
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1描繪微影設備之示意性綜述；- 圖2描繪微影單元之示意性綜述；- 圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的協作；- 圖4描繪可包含根據本發明之實施例之輻射源的用作度量衡器件之散射量測設備的示意性綜述；- 圖5描繪根據本發明之實施例的可包含輻射源之位準感測器設備的示意性綜述；- 圖6描繪根據本發明之實施例之可包含輻射源之對準感測器設備之示意性綜述； - 圖7(a)至7(c)示意性地描繪用於超連續光譜產生之數個HC-PCF設計之橫向橫截面；- 圖8示意性地描繪呈已知組態的基於氣體填充HC-PCF之寬帶光源器件；- 圖9示意性地描繪根據(a)第一實施例及(b)第二實施例之氣體填充HC-PCF燈泡；- 圖10示意性地描繪可用於安裝如本文中所揭示之光學器件之安裝配置；- 圖11(a)至11(c)示意性地描繪呈三個不同組態之第二實施例之光學組件的實例；- 圖12示意性地描繪根據本發明之實施例之HC-PCF之放大端區段(end section)；- 圖13示意性地描繪根據本發明之實施例之HC-PCF之替代放大端區段；及- 圖14(a)至14(e)示意性地描繪用於製造如圖12及13中所說明之HC-PCF之製造方法。
在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有365、248、193、157或126nm之波長)及極紫外輻射(EUV，例如具有在約5至100nm之範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生的 圖案。在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射、二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照明系統(亦稱為照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如遮罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用於調節輻射光束B以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要之空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用可與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可屬於一種類型，其中基板之至少一部分可由 具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋以便填充投影系統PS與基板W之間的空間，此亦稱為浸潤微影。在以引用之方式併入本文中的US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或大於兩個基板支撐件WT(亦稱為「雙載物台」)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對定位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在該另一基板W上曝光圖案。
除基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性及/或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之一部件或提供浸潤液體之系統之一部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件MT上之圖案化器件(例如遮罩)MA上，且由圖案化器件MA上存在之圖案(設計佈局)圖案化。橫穿遮罩MA後，輻射光束B通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦在基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF，基板支撐件WT可準確地移動，例如，以便在聚焦及對準位置處在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能之另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準 標記P1、P2佔據專用目標部分，但其可定位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2定位於目標部分C之間時，將此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC(有時亦稱作微影單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分，其通常亦包括對基板W執行曝光前及曝光後程序之設備。習知地，此等設備包括沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK(例如用於調節基板W之溫度，例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)。基板處置器或自動機RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W，在不同程序設備之間移動該等基板且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影單元中之通常亦統稱為塗佈顯影系統之器件通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身可由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦可例如經由微影控制單元LACU控制微影設備LA。
為了由微影設備LA曝光之基板W正確且一致地曝光，需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。為此目的，微影單元LC中可包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整，在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下尤其如此。
亦可稱作度量衡設備之檢測設備用於判定基板W之屬性，且尤其判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在層與層間如何變化。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚 至為獨立器件。檢測設備可量測潛像(曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛像影像(曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。
通常，微影設備LA中之圖案化程序為在處理中之最重要步驟中之一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖3中示意性地描繪。此等系統中之一者係微影設備LA，其(實際上)連接至度量衡工具MT(第二系統)且連接至電腦系統CL(第三系統)。此類「整體」環境之關鍵在於最佳化此等三個系統之間的協作以增強總體程序窗且提供嚴格控制迴路，以確保由微影設備LA執行之圖案化保持在程序窗內。程序窗界定一系列程序參數(例如劑量、聚焦、疊對)，在該等程序參數內，特定製造程序產生經界定結果(例如功能性半導體器件)，通常在該經界定結果內允許微影程序或圖案化程序中之程序參數變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪種解析度增強技術，且執行計算微影模擬及計算以判定哪種遮罩佈局及微影設備設定達成圖案化程序之最大總體程序窗(在圖3中藉由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。典型地，解析度增強技術經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測微影設備LA當前正在程序窗內之何處操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測是否可能存在歸因於例如次佳處理的缺陷(由第二標度SC2中指向「0」之箭頭描繪於圖3中)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影設備LA以識別例如在微影設備LA之校準狀態下的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如用於程序控制及校驗。用以進行此類量測之工具通常稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型之度量衡工具MT已為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能器具，其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影程序之參數，量測通常稱作以光瞳為基礎之量測，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此情況下量測通常稱作以影像或場為基礎之量測。以全文引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線及對近IR波長範圍可見的光來量測光柵。
在第一實施例中，散射計MT為角解析散射計。在此類散射計中，重建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之屬性。此類重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之彼等結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬相互作用產生與自真實目標觀測到之繞射圖案類似的繞射圖案為止。
在第二實施例中，散射計MT為光譜散射計MT。在此類光譜散射計MT中，由輻射源發射之輻射經導向至目標上且來自目標之反射或散射輻射經導向至分光計偵測器上，該分光計偵測器量測鏡面反射輻射 之光譜(亦即隨波長而變之強度之量測)。根據此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或輪廓。
在第三實施例中，散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對每一偏振狀態之散射輻射來判定微影程序之參數。此類度量衡設備藉由在度量衡設備之照明區段中使用例如適當偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏振輻射。現有橢圓量測散射計之各種實施例描述於以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案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及13/891,410中。
圖4中描繪度量衡設備，諸如散射計。該檢測設備包含將輻射投影至基板W上之寬帶(白光)輻射投影儀2。將經反射或經散射輻射傳遞至分光計偵測器4，該分光計偵測器4量測鏡面反射輻射之光譜6(亦即隨波長而變之強度之量測)。根據此資料，可由處理單元PU例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸，或藉由與如在圖3之底部所展示的經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的結構或輪廓8。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且根據用於製造結構之程序之知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以待根據散射量測資料予以判定。此類散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
經由量測度量衡目標之微影參數的整體量測品質係至少部分地由用於量測此微影參數之量測配方來判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數， 或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射的光學量測，則量測之參數中的一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案的定向等。用以選擇量測配方的準則中之一者可為例如量測參數中之一者對處理變化的靈敏度。更多實例描述於以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及發佈之美國專利申請案US 2016/0370717A1中。
用於IC製造之另一類型的度量衡工具為構形量測系統、位準感測器或高度感測器。此類工具可整合於微影設備中，以用於量測基板(或晶圓)之頂部表面之構形。基板之構形的映圖(亦稱為高度映圖)可由指示隨在基板上之位置而變的基板之高度的此等量測產生。此高度映圖隨後可用於在將圖案轉印於基板上期間校正基板之位置，以便在基板上之恰當聚焦位置中提供圖案化器件的空中影像。應理解，「高度」在此上下文中係指相對於基板廣泛地在平面外之尺寸(亦稱為Z軸)。通常，位準或高度感測器在固定方位(相對於其自身光學系統)處進行量測，且基板與位準或高度感測器之光學系統之間的相對移動引起跨越基板之方位處之高度量測。
在僅說明操作原理之圖5中示意性地展示此項技術中已知的位準或高度感測器LS之實例。在此實例中，位準感測器包含光學系統，該光學系統包括投影單元LSP及偵測單元LSD。投影單元LSP包含提供輻射光束LSB之輻射源LSO，該輻射光束LSB由投影單元LSP之投影光柵PGR賦予。輻射源LSO可為例如窄頻帶或寬帶光源(諸如超連續光譜光源)，偏振或非偏振、脈衝或連續(諸如偏振或非偏振雷射光束)。輻射源LSO可包括具有不同顏色或波長範圍之複數個輻射源，諸如複數個LED。 位準感測器LS之輻射源LSO不限於可見光輻射，但可另外地或替代地涵蓋UV及/或IR輻射及適合於自基板之表面反射的任何波長範圍。
投影光柵PGR為包含引起具有週期性變化強度之輻射光束BE1之週期性結構的週期性光柵。具有週期性變化強度之輻射光束BE1相對於垂直於入射基板表面的軸線(Z軸)以在0度與90度之間，典型地在70度與80度之間的入射角ANG經導向基板W上之量測方位MLO。在量測方位MLO處，圖案化輻射光束BE1由基板W反射(由箭頭BE2指示)且經導向偵測單元LSD。
為了判定量測方位MLO處之高度位準，位準感測器進一步包含偵測系統，該偵測系統包含偵測光柵DGR、偵測器DET及用於處理偵測器DET之輸出信號的處理單元(未展示)。偵測光柵DGR可與投影光柵PGR一致。偵測器DET產生偵測器輸出信號，該偵測器輸出信號指示所接收之光，例如指示所接收之光之強度，諸如光偵測器，或表示所接收之強度之空間分佈，諸如攝影機。偵測器DET可包含一或多種偵測器類型之任何組合。
藉助於三角量測技術，可判定量測方位MLO處之高度位準。偵測到之高度位準通常與如藉由偵測器DET所量測之信號強度相關，該信號強度具有尤其取決於投影光柵PGR之設計及(傾斜)入射角ANG的週期性。
投影單元LSP及/或偵測單元LSD可沿投影光柵PGR與偵測光柵DGR之間的圖案化輻射光束之路徑(未展示)包括其他光學元件，諸如透鏡及/或鏡面。
在一實施例中，可省略偵測光柵DGR，且可將偵測器DET 置放於偵測光柵DGR所定位之位置處。此類組態提供投影光柵PGR之影像之較直接偵測。
為了有效地覆蓋基板W之表面，位準感測器LS可經組態以將量測光束BE1之陣列投影至基板W之表面上，藉此產生覆蓋較大量測範圍之量測區域MLO或光點的陣列。
例如在皆以引用之方式併入的US7265364及US7646471中揭示一般類型之各種高度感測器。在以引用之方式併入的US2010233600A1中揭示使用UV輻射而非可見光或紅外輻射之高度感測器。在以引用之方式併入的WO2016102127A1中，描述使用多元件偵測器來偵測及識別光柵影像之位置而不需要偵測光柵的緊湊型高度感測器。
用於IC製造中之另一種類型之度量衡工具為對準感測器。因此，微影設備之效能的關鍵態樣為能夠相對於置於先前層中之特徵正確及準確地置放經施加圖案(藉由相同設備或不同微影設備)。為此目的，基板具備一或多組標記或目標。每一標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置之結構。位置感測器可稱為「對準感測器」，且標記可稱為「對準標記」。
微影設備可包括一或多個(例如複數個)對準感測器，可藉由該一或多個對準感測器準確地量測設置於基板上之對準標記的位置。對準(或位置)感測器可使用諸如繞射及干涉之光學現象以自形成於基板上之對準標記獲得位置資訊。用於當前微影設備中之對準感測器的一實例係基於如US6961116中所描述之自參考干涉計。已開發出位置感測器之各種增強及修改，例如如US2015261097A1中所揭示。所有此等公開案之內容以引用之方式併入本文中。
圖6為諸如在例如US6961116中所描述且以引用之方式併入的已知對準感測器AS之實施例的示意性方塊圖。輻射源RSO提供具有一或多個波長之輻射的光束RB，該光束藉由轉向光學器件轉向至標記(諸如定位於基板W上之標記AM)上作為照明光點SP。在此實例中，轉向光學器件包含光點鏡面SM及物鏡OL。照明標記AM之照明光點SP之直徑可略小於標記自身之寬度。
經對準標記AM繞射之輻射(在此實例中經由物鏡OL)經準直成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可稱為反射)。例如上文所提及之US6961116中所揭示之類型的自參考干涉計SRI以自身干涉光束IB，其後光束由光偵測器PD接收。可包括額外光學器件(未展示)以在由輻射源RSO產生多於一個波長之情況下提供單獨光束。光偵測器可為單個元件，或其視需要可包含數個像素。光偵測器可包含感測器陣列。
在此實例中包含光點鏡面SM之轉向光學器件亦可用以阻擋自標記反射之零階輻射，以使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM之較高階繞射輻射(此對於量測並非必需，但提高信雜比)。
將強度信號SI供應至處理單元PU。藉由區塊SRI中之光學處理與單元PU中之計算處理的組合來輸出基板相對於參考框架之X位置及Y位置的值。
所說明類型之單個量測僅將標記之位置固定在對應於標記之一個間距的某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術以識別正弦波之哪一週期為含有經標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細位準之同一程序，以用於提高準確度及/或用於穩健地偵測標 記，而無關於製成標記之材料，及在其上及/或下方提供標記之材料。可光學地多工及解多工波長以便同時處理該等波長，及/或可藉由分時或分頻來多工該等波長。
在此實例中，對準感測器及光點SP保持靜止，而基板W移動。對準感測器因此可穩固及準確地安裝至參考框架，同時在與基板W之移動方向相對之方向上有效地掃描標記AM。在此移動中，藉由將基板W安裝於基板支撐件上且基板定位系統控制基板支撐件之移動來控制基板W。基板支撐件位置感測器(例如干涉計)量測基板支撐件之位置(未展示)。在一實施例中，一或多個(對準)標記設置於基板支撐件上。對設置於基板支撐件上之標記之位置的量測允許校準如由位置感測器所判定之基板支撐件的位置(例如相對於對準系統所連接之框架)。對設置於基板上之對準標記之位置的量測允許判定基板相對於基板支撐件之位置。
對於光學半導體度量衡，檢測應用通常為較佳的，諸如在前述度量衡工具中之任一者中，輸出相干輻射之亮光源同時覆蓋寬廣波長範圍(例如自UV至IR)。此寬帶光源可有助於藉由允許在相同設置/系統中對具有不同材料特性之晶圓進行光學檢查而無需任何硬體改變(例如改變光源以便具有特定波長)來提高應用之可撓性及穩固性。允許針對特定應用來最佳化波長亦意謂可進一步增加量測之準確度。
氣體雷射可用於此等應用中，該等氣體雷射係基於氣體放電效應以同時發射多個波長。然而，與氣體雷射相關聯的諸如高強度不穩定性及低空間不相干性之固有問題可能使其不適合。替代地，來自具有不同波長之多個雷射(例如固態雷射)的輸出可在空間上經組合為度量衡或檢測系統之光學路徑以便提供多波長源。隨所要波長之數目而增加的複雜度 及高實施成本阻止將此解決方案廣泛使用。相比之下，基於光纖之寬帶或白光雷射(亦稱為超連續光譜雷射)能夠發射具有高空間相干性及寬光譜覆蓋度(例如自UV至IR)的輻射，且因此為極引人注目且實用的選擇方案。
空心光子晶體光纖(HC-PCF)為一種特殊類型之光纖，其包含中心空心區及包圍空心之內部包層結構，其兩者皆沿整個光纖軸向延伸。光導引機構經內部包層波導結構啟用，該內部包層波導結構可包含例如薄壁玻璃元件。輻射因此經顯著約束於空心內部，且沿呈橫向核心模式之形式的光纖傳播。
可工程設計多種類型之HC-PCF，每種基於不同物理導引機構。兩個此類HC-PCF包括：空心光子帶隙光纖(HC-PBF)及空心反諧振反射光纖(HC-ARF)。
HC-PCF包含經流體填充之中空通道，以使得其擁有用於各種光導引應用之所得所要特徵；該等應用例如使用HC-PBF進行高功率光束遞送及使用HC-ARF進行基於氣體之白光產生(或超連續光譜產生)。關於HC-PCF之設計及製造的細節可見於以引用之方式併入本文中之美國專利US2004175085(針對HC-PBF)及國際PCT專利申請案WO2017032454(針對HC-ARF)。HC-PBF經組態以經由光子帶隙效應提供低損失但窄頻寬光導引，該光子帶隙效應藉由包圍中心空心之包層結構建立。然而，HC-ARF經工程設計以經由來自包層之光之反諧振反射而明顯增寬透射頻寬。
圖7以橫截面描繪數種已知類型之HC-PCF，且為本文中所揭示之概念可與其結合使用及/或應用於其之HC-PCF之實例。圖7(a)展示包含Kagome晶格結構之Kagome光纖。圖7(b)展示單環或旋轉光纖，其中 空心區由一層非接觸環形成且包圍。
圖7(c)展示前述WO2017032454中揭示之HC-PCF之另一實際實例之橫向橫截面。圓圈表示ARE之固體材料或外部包層區，如石英玻璃或矽石，而陰影部分不含固體材料(抽空或經氣體或液體填充)。HC-PCF包含空心區10(在圖7(c)中由點線圓圈表示)、具有多個反諧振元件(ARE)21之內部包層區20及外部包層區30。空心區10為在ARE 21之間的空白空間，沿著HC-PCF之縱向長度延伸且具有最小橫向核心尺寸D。內部包層區20之ARE 21可包含具有壁厚度t及最小橫向ARE尺寸d之毛細管。ARE 21可固定至外部包層區30之內部表面。外部包層區30可包含由例如玻璃製成之較大毛細管，且提供HC-PCF之封閉包層。圖7(c)之HC-PCF說明一實施例，其中ARE 21包含具有六個薄壁毛細管之單環，該單環具有以六重對稱圖案配置於外部包層區30之較大毛細管內的圓形橫向橫截面，以便形成直徑為D(直徑相對之ARE 21之間的最短距離)之中心空心。
如圖7(c)中所展示之發明性HC-PCF之實例可經修改，特別是關於ARE 21之數目。舉例而言，ARE可編號為4或5或7或更大。可以多種其他方式來改變ARE配置。每一ARE 21可具有例如橢圓或多邊形橫截面；外部包層30之內部形狀可具有例如多邊形橫截面；且ARE 21之固體材料可包含例如塑膠材料，如PMA、玻璃，如矽石或軟玻璃。
對於以氣體為基礎之白光產生，HC-PCF可包含於氣室內，該氣室經設計成例如在高達幾十巴(例如在高達100巴之間)之壓力下工作。當由具有足夠峰值功率之超短泵浦雷射脈衝泵浦時，氣體填充HC-PCF可充當光學頻率轉換器。自超短泵浦雷射脈衝至寬帶雷射脈衝之頻率 轉換係由氣體填充光纖內部之分散及非線性光學程序之複雜相互作用來實現。經轉換雷射脈衝主要以橫向核心模式之形式限制於空心內，且經導引至光纖末端。輻射之部分(例如較高階橫向核心模式或特定波長)可經由內部包層波導結構自空心洩漏，且在其沿光纖傳播期間經歷強衰減。HC-PCF之核心區及包層區可經組態以使得較高階核心模式與較高階包層模式相位匹配。
可經由調整泵浦雷射參數、填充氣體參數及光纖參數來改變及調諧沿著HC-PCF傳輸之雷射脈衝之時空傳輸特性(例如其頻譜振幅及相位)。該等傳輸特性可包括以下中之一或多者：輸出功率、輸出模式輪廓、輸出時間輪廓、輸出時間輪廓之寬度(或輸出脈衝寬度)、輸出光譜輪廓及輸出光譜輪廓之頻寬(或輸出光譜頻寬)。該等泵浦雷射參數可包括以下中之一或多者：泵波長、泵脈衝能量、泵脈衝寬度、泵脈衝重複率或泵脈衝形狀。該等光纖參數可包括以下中之一或多者：光纖長度、空心之大小及形狀、包層結構之大小及形狀(或毛細管數)、包圍空心之壁之厚度。該等填充氣體參數可包括以下中之一或多者：氣體類型、氣體壓力及氣體溫度。光纖及/或氣體參數亦沿著光纖經歷變化，例如光纖可為錐形或可有氣體梯度。
填充氣體可為諸如氬、氪及氙之惰性氣體，諸如氫、氘及氮之拉曼活性氣體，或諸如氬/氫混合物、氙/氘混合物、氪/氮混合物或氮/氫混合物之氣體混合物。取決於填充氣體之類型，非線性光學程序可包括調變不穩定性(MI)、孤立子分裂、克爾效應(Kerr effect)、拉曼效應(Raman effect)及分散波產生，其詳細內容描述於WO2018/127266A1及US9160137B1中(兩者皆特此以引用之方式併入)。由於可藉由改變氣室壓 力來調諧填充氣體之分散，因此可調整所產生之寬帶脈衝動力學及相關聯光譜增寬特性，以便最佳化頻率轉換。所產生之寬帶雷射輸出可覆蓋自UV(例如<200nm)至中IR(例如>2000nm)之波長。
如圖8中所說明，寬帶光源器件100包含輸出泵浦脈衝串111之泵雷射110、使輸入泵脈衝光譜增寬的光學組件120及量測輸出寬帶光譜的光學診斷器件130。光學組件120包含具有特定光纖長度之HC-PCF(例如HC-ARF)101及經處於特定壓力下或具有壓力分佈之工作氣體或氣體混合物填充的氣室102。氣室102進一步包含定位於氣室102之相應末端處的輸入光學窗103a及輸出光學窗103b。輸入光學窗103a可操作以准許超短泵浦雷射脈衝經由窗進入氣室102中。在經耦合至氣體填充HC-PCF 101中之後，泵浦雷射脈衝111沿其經歷顯著光譜增寬之光纖傳播。所得寬帶雷射脈衝隨後自氣室102經由輸出光學窗103b排出且藉由光學診斷器件130(例如分光計)來量測。
為使用工作氣體填充HC-PCF 101，氣室102可與加壓氣體供應器或儲集器(未展示)連通。氣室102之壁及窗103a、103b的內部表面封閉腔室。氣室之軸平行於HC-PCF 101之軸。
典型地，當HC-PCF用於如本文中所描述之度量衡應用中時，HC-PCF使用使光纖相對於光學系統內之固定點定位之安裝件至少支撐在其兩個末端處。先前技術安裝方法包括使用黏著劑、膠帶及經由槽形套圈、V形槽、使用彈簧加壓固持器或磁體施加的夾持力。本發明者最近在以引用之方式併入本文中之荷蘭專利申請案NL2023515A中揭示此等方法之使用不適合於基於氣體之超連續光譜(或白光)源。對此，原因包括黏著劑之釋氣(其引起污染及縮短之使用壽命)及HC-PCF上誘發之應力(其使 光學效能退化)。在NL2023515A中，展示可藉由使用設計成具有相對於內部HC-PCF結構之對稱應力分佈之安裝件來緩和此等缺點。
當操作基於HC-PCF之光源時，污染物在HC-PCF之末端琢面上隨時間推移而生長。特定言之，本發明者已觀測到，HC-PCF之輸出琢面上的污染生長增長顯著。污染之生長似乎在光之強度高處發生。污染生長亦似乎在已光譜地增寬光處發生，特定言之，污染在輸入琢面上之生長不那麼強烈。此外，主要在HC-PCF之輸出琢面上觀測污染，而非在HC-PCF本身內部觀測。
污染物可歸因於自氣室之窗或自HC-PCF所削磨之矽石粒子而產生。污染物可經歷來自PCF之經增寬輸出光的光誘發程序，且改變其化學結構及/或在輸出琢面上之結晶。在操作中之數小時之後(例如，在已傳輸一定劑量(J)之雷射能量之後)，此污染引起光纖效能退化；此退化可稱作玻璃樣生長現象(GGP)。替代地，GGP可係關於矽(作為原子，或揮發性物種，諸如SiH4)經由物理或化學濺鍍之動員及/或係關於光纖之輸出端處的電漿誘發或溫度誘發沈積。
此等污染物之累積導致光源之使用壽命縮短。GGP及輸出琢面處之所引起污染生長可突出至發散光束之光學路徑中。此引起輸出光之散射，且因此導致光源之輸出功率的衰減。GGP縮短源之使用壽命：GGP引起光散射，且因此光纖丟失其效能。此可導致例如感測器之所需光子預算在一定時間段之後無法滿足。另外，GGP引起光源功率/光譜密度及模式輪廓之漂移，若未解決，則其將需要頻繁再校準。如此，光纖之短使用壽命意謂場中之頻繁光纖調換。
為了減少HC-PCF之末端琢面上之污染生長，可使HC-PCF 之毛細管塌陷(collapsed)。毛細管之錐形末端可防止污染生長發生。然而，此解決方案未解決設備中之污染物的基礎問題，尤其若毛細管中之錐形不完美，則污染生長不可充分地避免。
現將描述用於延長HC-PCF之使用壽命之改良方法及配置。在一些實施例中，此可包含超連續光譜輻射源內安裝HC-PCF之改良方法。其他方法可包含改良HC-PCF幾何形狀以減少GGP之形成。
HC-PCF燈泡
在第一實施例中，提議完全省去氣室102。實際上，提議在HC-PCF 101內(亦即，在真實光纖內)使用中空區作為主氣體儲集器。可認為此類概念類似於在照明應用中使用之習知燈泡之概念。因此，此實施例之所提議HC-PCF配置將在整個描述中稱作HC-PCF燈泡。
圖9說明根據兩個此類實施例之組合HC-PCF燈泡900、900'之一個末端。在每一情況下，另一末端可基本上類似，否則HC-PCF光纖910可具有在一個末端處之圖9(a)之配置及在另一末端處之圖9(b)之配置(或屬於本發明之範疇內的任何其他組合)。
在每一實施例中，HC-PCF光纖910之末端包含端區段或外部末端毛細管920、920'及端蓋930。外部末端毛細管920、920'在外部末端毛細管920、920'之至少一部分包含內徑，其大於HC-PCF光纖910之內徑。在圖9(a)之實施例中，外部末端毛細管920、920'可拼接至HC-PCF光纖910之各末端且由端蓋(例如，透明窗)930密封。舉例而言，端蓋930可由玻璃製成。端蓋930亦可包含一個末端處之用於輸入耦合(in-coupling)泵浦光束的輸入透鏡及/或另一末端處之用於準直輸出光束之輸出透鏡(或視情況，透鏡可為分離的)。
在圖9(a)中，外部末端毛細管920包含各自朝外錐形化之錐形外部末端毛細管920(例如，自沿著HC-PCF光纖910之長度朝向端蓋930之HC-PCF光纖外部毛細管或外部護套925之內徑定義膨脹內徑)。此係因為泵浦雷射之超短雷射光束可不可逆地損害直接附接至HC-PCF光纖910之端蓋。此外，局部毛細管直徑應顯著大於輸入/輸出端處之聚焦/發散雷射光束。在圖9(b)中，端區段或外部末端毛細管920'包含大於HC-PCF光纖外部毛細管925之內徑的基本均一內徑。可瞭解，此等僅為實例，且任何組態具有對於端區段之至少一部分具有更大內徑之端區段，使得自HC-PCF光纖910發射之發散寬帶輻射在自HC-PCF光纖910之末端之軸向傳播方向上不由相應端區段阻擋(或不阻擋經聚焦泵浦輻射進入HC-PCF光纖910)，屬於本發明之範疇內。
將外部末端毛細管920、920'拼接至HC-PCF光纖910可使用可商購之光纖拼接機器(例如使用電弧、細絲)或諸如火焰或雷射之替代方法以相對直接方式執行。在具有HC-PCF光纖外部毛細管925之末端毛細管920、920'之拼接期間，HC-PCF光纖910之內部毛細管可塌陷，從而形成擴寬或錐形核心區940(使朝向光纖末端之空心直徑膨脹)。此可改良超連續光譜源之使用壽命，如以引用之方式併入本文中之歐洲專利申請案EP17171468中所描述。可類似地實現將端蓋930拼接至末端毛細管920、920'上。替代地，內部毛細管之塌陷可在初始步驟中執行，接著為執行拼接之第二步驟。
將經加壓氣體填充至HC-PCF中應在形成最末拼接之前執行。因為需要數十巴之壓力，因此耗散至玻璃中之任何熱量可引起光纖膨脹。已建立之用於製造經加壓玻璃燈泡或電漿燈之方法可適於形成如本文 中所揭示之HC-PCF燈泡900。此類方法可包含將HC-PCF燈泡900(在最終拼接之前)插入至已抽空(以自HC-PCF燈泡900移除任何空氣)之容器中及用經加壓氣體沖洗HC-PCF燈泡900。最終拼接隨後在高壓環境中進行以免局部地膨脹HC-PCF光纖910。假設拼接形成防漏連接，HC-PCF燈泡900將在自容器移除時使經加壓氣體保持封閉。替代方法可包含在連接中之一者(例如，末端毛細管920、920'與端蓋930之間的連接)之間插入噴嘴，及使用噴嘴來注入經加壓氣體。藉由加熱光纖，同時快速移除噴嘴，可密封最末開路連接，同時將經加壓氣體維持在HC-PCF燈泡900內。
雖然工作氣體主要由在矽石中具有低擴散之相對大原子(例如，氪)組成，但亦可初始地添加氫以幫助延長HC-PCF燈泡900之使用壽命。此氫將傾向於更快速地擴散出HC-PCF燈泡900。在某些應用中，可在具有與初始地存在於HC-PCF燈泡900內之彼等氫分壓相同或類似之氫分壓的環境中插入HC-PCF燈泡900。HC-PCF燈泡900之氣體消耗量最終由熔融矽石(或更一般而言，HC-PCF燈泡900材料)中之工作氣體之溶解性及擴散性及由在其處將末端毛細管920、920'拼接至主HC-PCF光纖910(在一實施例中)之拼接點之保真度提供。相較於外部氣室，避免任何O形環連接(或多材料密封劑或黏著劑)，從而減少氣體洩漏。
雖然軸向尺寸HC-PCF 900相對於圖8之習知氣室配置不改變，但橫向尺寸可減小至亞毫米級。此相較於當前氣室概念(5cm直徑)將橫截面直徑減小約20至100倍。相較於氣室概念，最小化之氣體容積及管設計可改良安全性態樣。
HC-PCF燈泡900之總體低容積氣體儲集器最小化工作氣體之原子/分子之數量密度。因此，污染物之數目將顯著減小。相較於典型 氣室，污染物數量密度可減小100倍或更大(例如，當假定1mm之內部氣室直徑(其實際上小於當前典型內部氣室直徑)及0.1mm之此處所揭示之HC-PCF燈泡900之中空直徑時)。此外，HC-PCF燈泡900可由惰性材料(矽石及工作氣體)製成。因此，避免來自不清潔表面(例如來自在金屬氣室之製造期間使用之潤滑劑)的任何污染物或來自O形環之有機分子。
為安裝HC-PCF燈泡900，其可經夾持在毛細管920、920'上之一點處。因此，避免實際波導(光纖940)上之任何機械應力。相較於將HC-PCF安裝在外部氣室中所需之特定安裝件，此應使得能夠使用工業化安裝概念。
在外部氣室中，應小心地移除HC-PCF光纖之聚合物塗層，因為釋氣另外污染氣體環境且縮短超連續光譜源之使用壽命。在如此處所揭示之HC-PCF燈泡900中，可較佳地保持光纖塗層完好，或甚至增強塗層以用於額外的保護(例如，使用再塗機器)。此提高穩定性且保護HC-PCF燈泡900免於環境影響(例如，刮擦、機械影響)。
預期相較於外部氣室設計，此類HC-PCF燈泡900之成本將減小。將不再有金屬氣室之製造成本。當然，雖然將存在HC-PCF燈泡900之製造成本，但因為其僅包含玻璃，故材料成本將很大程度上可忽略，且所需機器並不涉及成本較高之機械加工工具(例如，CNC機器)。
用於經改良安裝之套管HC-PCF
如已描述，NL2023515A描述提供比習知安裝件更對稱之應力分佈之安裝配置的數目。NL2023515A揭示包含HC-PCF之經安裝空心光纖配置，及其中安裝配置包含經組態以將力施加至空心光纖之外部層之複數個安裝接觸件的安裝配置。空心光纖之一部分定位於安裝配置之容 納區中。複數個安裝接觸件定位在容納區周圍。安裝接觸件分佈在容納區周圍，安裝接觸件之分佈對應於空心光纖之微結構之特徵之分佈。特定言之，安裝接觸件之分佈可確保對稱應力分佈(例如，最大化應力分佈之對稱性)。
圖10展示如NL2023515A中所揭示之實例安裝配置。HC-PCF光纖1000定位於安裝配置之容納區1030內。安裝配置包含基座1020及封蓋1040。(例如，可調整)力AF可施加至封蓋1040(或封蓋及基座兩者)以使得其朝向彼此按壓。可例如經由彈簧加壓螺桿、電配置(例如，使用安裝配置之任一側上之帶相反電荷板經由靜電引力)或磁性配置(例如，使用安裝配置之任一側上之磁體)施加力。基座1020可包含界定容納區1030之凹槽。在所展示之實例中，凹槽為V形凹槽。然而，一或多個凹槽(例如，在基座1020及封蓋1040中可存在互補凹槽)可界定具有多邊形形狀(例如，五邊形或六邊形)、彎曲形狀或不規則形狀之容納區1030。
如NL2023515A中所描述(及在公開案中由圖8所說明)，施加過高夾持力使超連續光譜源之光學效能退化。然而，即使當使用圖10之安裝配置時，所允許夾持力(亦即，在此類效能退化之前)可能不足以穩固地安裝光纖，特別是抵抗工業環境中施加之衝擊及振動。為允許較高夾持力，光纖安裝概念之概念需要確保較對稱應力分佈或光纖需要較耐應力。前者已在NL2023515A中解決，且不大可能將實際上可實現應力分佈對稱性中之顯著進一步改良。使光纖較耐應力需要不同光纖結構(例如，如以引用之方式併入本文中之荷蘭專利申請案NL2022892A中所揭示的較大光纖外徑或光纖中應力吸收劑)。然而，此等概念需要實驗驗證且可能難以實施。
本文中所揭示的為混合概念，其中HC-PCF光纖插入至毛細管(例如，套管)中。套管具有(略微)大於HC-PCF光纖之外徑之孔徑。套管隨後可穩固地由適當安裝件(例如，NL2023515A中所揭示及圖10中所說明之安裝件中之任一者)夾持。此類配置之優點為夾持力可相對強(例如，足以工業化且比當直接施加至光纖時可能之夾持力更強)，而力不直接施加至HC-PCF上，且因此，並不損害光學效能。
圖11說明根據此概念之數個實施例。在所展示之實施例中之每一者中，HC-PCF光纖1100在各末端處插入至套管1130中。此等套管中之每一者可在一個末端處具有略帶錐形輪廓1140。應注意，此錐形輪廓1140為視情況選用的，且HC-PCF 1100可替代地併入於軸向均質套管內。在一實施例中，HC-PCF光纖1100之末端可插入至錐形套管1130中直至與錐形輪廓1140齊平(在接觸點1150處)。此類實施例具有以下優點：當夾持套管時，HC-PCF光纖1100與套管1130之間的間距充當額外彈簧。
在圖11(a)中，HC-PCF光纖1100及套管1130兩者在相同位置1160處終止或靠近相同位置1160以使得在各末端處很少或沒有套管超出HC-PCF光纖1100(圖11(a)及11(b)僅展示一個末端；兩個末端將類似)。在圖11(b)中，展示其中套管1130'自HC-PCF光纖1100之末端琢面突出1160'之實施例。此改良夾持且具有減少氣體湍流及污染累積之額外優點，從而潛在地改良系統使用壽命。
圖11(c)說明其中設置沿著整個光纖1100延伸之單個套管1130"而非在各末端處存在套管之另一實施例。在所展示之實施例中，光纖可在兩個末端處突出(以與圖11(b)中所展示之類似方式)，其中套管之末端由包含相應透明窗(例如，用於接收泵浦雷射輻射之輸入窗及用於輸出 超連續光譜輻射之輸出窗)之端蓋1170密封。以此方式，套管可充當且有效地替換氣室(例如，圖8之氣室102)。相較於習知氣室配置，此具有低容積氣室之優點。端蓋1170可包含一個末端處之用於輸入耦合泵浦光束之輸入透鏡及/或另一末端處之用於準直輸出光束之輸出透鏡。
為確保所定義夾持，套管1130、1130'、1130"與HC-PCF 1100之間的穩固連接應已建立；例如，形成套管與HC-PCF之間的化學連接。一個所提議的方法包含使套管1130、1130'、1130"塌陷至HC-PCF 1100上。此可藉由使用具有比HC-PCF 1100材料(其典型地包含具有T g
Figure 109136821-A0305-02-0029-1
1200℃之矽石)更低之轉變溫度(Tg)之套管材料實現。作為一實例，可使用具有T g
Figure 109136821-A0305-02-0029-2
165℃之轉變溫度之硼矽酸鹽玻璃。其他實例包含軟玻璃，諸如硫族化物或亞碲酸鹽。然而，較低轉變溫度不必要，且當套管材料為與光纖(例如，矽石)相同之材料時，使套管塌陷之此方法亦起作用。塌陷可藉由局部地加熱套管-HC-PCF混合結構(例如，藉由火焰、細絲、電弧或雷射光來應用加熱)來達成，同時調整加熱強度及加熱時間直至實現穩固機械連接，而不使局部HC-PCF結構變形。
應注意，HC-PCF上之套管之塌陷引入應力。此對於材料之間的熱膨脹係數中之更大差異變得更明顯(HC-PCF之熱膨脹係數在0至200℃之範圍內為約0.57×10-6/°K；硼矽酸鹽之熱膨脹係數為約5倍更大)。基於已知之內容(例如，如NL2023515A中所描述)，此將可能退化超連續光譜源之光學效能。為解決此，在一實施例中提議局部塌陷之位置可自HC-PCF之波導區解耦。如已相對於HC-PCF燈泡實施例所描述，HC-PCF可經處理以製造兩個末端處之錐形件1110(例如，以改良如EP17171468中所描述之超連續光譜源之使用壽命)；此可藉由在套管之前 使薄壁內部毛細管塌陷而進行，因此界定其中空心直徑朝向末端增大之區。本發明者已認識到，在此區(其典型地為數百微米長)中，HC-PCF實際上不為波導，且因此此區局部地較耐應力。假設經塌陷套管在錐形區1110內，所誘發應力不應(或僅在減小範圍內)損害光學效能，同時仍提供穩固安裝解決方案。
如此，提議(所描述實施例中之任一者之)套管HC-PCF經組裝有經定位以與HC-PCF內部錐形區1110一致之塌陷套管區1140(套管錐形區)。更特定而言，提議其中該套管配置接觸該空心光子晶體光纖之任何接觸區域處於或超出沿著空心光子晶體光纖軸之錐形核心區(超出錐形核心區在此上下文中意謂超出朝向相應末端之方向上之錐形核心區)。套管1130與光纖1100之間的接觸區域可包含小於錐形長度且與錐形長度重合之軸向長度，以使得接觸區域及HC-PCF之主波導區並不沿著軸向長度重合。
喇叭HC-PCF
如已描述，玻璃樣生長現象(其為對HC-PCF之有限使用壽命之主貢獻因素)主要可見於光纖之輸出端琢面上，特別是在毛細管之銳邊緣處及在覆蓋光纖之外部毛細管或外部護套之邊緣處。
在此實施例中，將描述將光纖之玻璃外部護套更遠離發散光束移動及/或有效地避免光纖之末端琢面處之任何開放玻璃橫截面的配置。該配置可使得空心保持通暢以允許在下游使用光束。由於有效地將成核/凝結位點遠離光束之強電場移動，因此此類經修改光纖可顯著地減少玻璃樣材料之生長率。
為實現此經修改光纖，提議在光纖末端處產生喇叭形狀。 此類配置可類似於上文所描述之HC-PCF燈泡實施例中之一些，但不具有密封端蓋(例如，使得此實施例之光纖可用於較習知氣室配置內)。喇叭形狀可例如藉由塑形光纖輸出端區段或附接/接合適當形狀之輸出端區段而形成。
如此，HC-PCF光纖之輸出端區段可在該輸出端區段之至少一部分包含內徑，其大於該外部毛細管之在輸出端區段之前沿著空心光子晶體光纖之中心部分的外部毛細管/護套之內徑。此中心部分可係關於光纖長度之主部分，或者沿著HC-PCF之長度之一半處的內徑。基本上，在內部毛細管之任何錐形或任何放大端區段之間的中心部分中，HC-PCF內徑可典型地為沿著長度之名義上恆定的，從而忽略由於隨時間推移之處理缺陷/變化或損害引起之任何非想要變化。
核心內徑及外徑在膨脹之前的尺寸可分別為30+/-10μm及125+/-25μm。在膨脹之後，此等尺寸可隨所使用之製造方法變化，但核心內徑Dcore可在100μm至4.5mm之範圍內且外徑Douter可在150μm至7mm之範圍內。將在下文描述每製造方法之更具體範圍。
圖12展示HC-PCF光纖F之一個末端之示意圖，其中光纖末端(亦即，內部毛細管或反諧振元件ARE及外部毛細管或外部護套OJ兩者)朝外錐形化；亦即，遠離光纖之縱向軸線。此外，內部毛細管ARE可在此朝外錐形區(沿著長度Ltp延伸之區)中塌陷。內部毛細管ARE可延伸至如所說明之光纖末端，或可在末端之前終止。在後者情況中，內部毛細管可混合至外部護套OJ中，以避免用於玻璃樣生長之成核側之形成。舉例而言，此類HC-PCF光纖F可使用下文所描述且在圖14(a)及14(b)中所說明之玻璃吹製方法中之任一者製造。
圖13展示包含附接(例如，對接耦合或拼接)至光纖F之分別製造之玻璃喇叭TP(沿著長度Ltp延伸)的HC-PCF光纖F。光纖之內部毛細管ARE可塌陷且(如所展示)亦可混合至外部護套OJ中。在此實施例中，可避免或至少顯著減小光纖末端處之開放玻璃橫截面。舉例而言，此類HC-PCF光纖F可使用下文所描述且在圖14(c)、14(d)及14(e)中所說明之拼接方法中之任一者製造。
現將描述用於製造此實施例之喇叭末端之數種方法。應注意，此等方法亦可用於製造上文所描述之HC-PCF燈泡實施例，其中彼實施例中之額外步驟為用工作氣體填充光纖及附接/拼接端蓋或窗以封入工作氣體。方法中之兩者依賴於產生光纖內部與外部之間的壓力差，同時施加熱量；亦稱為玻璃吹製。兩種其他方法依賴於分別產生喇叭及將其熔融至光纖之末端琢面。
圖14(a)示意性地說明用於第一玻璃吹製實例之配置，其中玻璃吹製在分裂之後執行。在現有光纖處理中，最終步驟可包含在內部毛細管錐形化之後分裂該光纖。為了產生此光纖末端之喇叭形狀，提議使光纖F之尖端極為接近計數器主體CB(其可例如為較大直徑固體光纖)且在光纖F之另一末端處施加氣體壓力。在所展示之實例中，使用氣體儲集器GR或氣體源及壓力調節器PR來施加氣體壓力，其可經由壓力蓋PC引入至光纖F中。計數器主體CB允許光纖尖端處之壓力累積，限制條件為與光纖尖端之距離形成對流動之主要限制。由於光纖之內徑為~30μm，故此距離可例如為5μm或更小。然而，應注意，計數器主體CB不應與光纖尖端接觸以避免幾何形狀中之熔融或不受控變形。在極為接近及在壓力下後，光纖之尖端可藉由熱源HS朝向軟化溫度加熱，此時該尖端將朝外徑向膨脹。 在習知或可商購的拼接器中執行此整個程序可為可能的。在此類拼接器中，熱源可例如為電弧放電或CO2雷射。舉例而言，在膨脹後，內核直徑Dcore可在100μm與450μm之間且外核直徑Douter可在150μm與500μm之間。喇叭長度Ltp之值亦可在150μm與500μm之間，且可類似於Douter之實際值。
圖14(b)示意性地說明用於第二玻璃吹製實例之配置，其中玻璃吹製在分裂之前執行。該配置藉由在使光纖分裂至其最終長度之前將壓力施加至光纖中而膨脹光纖末端。此可結合用於錐形化內部毛細管ARE之任何錐形化步驟或作為該錐形化步驟之替換進行。藉由經由氣體儲集器GR將壓力及經由熱源HS將局部熱量施加至光纖，可局部地吹脹光纖以產生小氣泡。在產生氣泡之後，光纖可在沿著氣泡長度之位置處(例如，在氣泡之最寬點處或圍繞該最寬點)分裂以獲得喇叭狀光纖末端。此類途徑可引起核心直徑及喇叭長度之與由圖14(a)描述之方法類似之值。
圖14(c)說明其中喇叭端區段經製造為例如與毛細管光纖CF分離之組件的第一製造方法之第一步驟。毛細管光纖CF可例如具有大致1mm外徑。藉由應用熱源HS，同時自兩個末端牽拉光纖，形成錐形。錐形應使得此錐形之腰部處(或圍繞該腰部)之內徑匹配HC-PCF之內徑。錐形毛細管經分裂(例如，在其中毛細管光纖CF之內徑匹配HC-PCF之內徑的一點處)。在分裂後，喇叭端區段TP可如圖14(e)中所說明經拼接至HC-PCF光纖F之末端面部。此等製造步驟均可使用習知光纖拼接器執行。基於此類方法，例如，內核直徑Dcore可在300μm與800μm之間且外核直徑Douter在700μm與1200μm之間。喇叭長度Ltp之值可在3mm與7mm之間。
圖14(d)說明其中喇叭端區段經製造為例如與毛細管光纖CF分離之組件的第二製造方法之第一步驟。在此方法中，喇叭端區段TP形成於光纖拉製塔中，其中玻璃藉由熱源HS牽拉。在形成後，喇叭端區段如圖14(e)中所說明在光纖拼接器中經拼接至HC-PCF之末端面部。在此組態中，相較於先前實例，可實現更大外徑；例如，內核直徑Dcore可具有大約數毫米之量值，例如，1.5mm與4.5mm之間，且外核直徑Douter例如在3mm與7mm之間。喇叭長度Ltp之值可具有大約數公分之量值，例如在1cm與5cm之間。
應注意，HC-PCF燈泡或喇叭HC-PCF之實施例可結合套管HC-PCF實施例。舉例而言，HC-PCF燈泡或喇叭HC-PCF亦可包含套管(例如，如圖11(a)或11(b)中所說明)，該等套管可在錐形末端920或喇叭端區段TP之拼接之前(或在玻璃吹製步驟之前)添加。
在後續經編號條項中論述其他實施例：
1.一種光學組件，其包含：空心光子晶體光纖，其包含用於導引輻射之若干內部毛細管及覆蓋(sheathing)內部毛細管之外部毛細管；及至少輸出端區段，其在該輸出端區段之至少一部分具有內徑，該內徑大於該外部毛細管在輸出端區段之前沿著空心光子晶體光纖之中心部分的外部毛細管之內徑。
2.如條項1之光學組件，其中輸出端區段經組態以使得自該空心光子晶體光纖發射之發散寬帶輻射在軸向傳播方向上不由輸出端區段阻擋。
3.如條項1或2中所定義之光學組件，其中空心光子晶體光纖之內 部毛細管經塌陷以界定空心光子晶體光纖之各末端處的錐形核心區，錐形核心區包含區，在錐形核心區之區中空心光子晶體光纖之空心具有朝向空心光子晶體光纖之各末端之增大直徑。
4.如條項1、2或3之光學組件，其進一步包含：輸入端區段；第一透明端蓋及第二透明端蓋，其密封空心光子晶體光纖之相應末端；及氣體介質，其密封在由該空心光子晶體光纖、端區段及端蓋共同地界定之空間內；其中輸入端區段包含於空心光子晶體光纖之輸入端與第一端蓋之間，且輸出端區段包含於空心光子晶體光纖之輸出端與第二端蓋之間。
5.如條項4之光學組件，其中輸入端區段經組態以使得進入該空心光子晶體光纖中之收斂泵浦輻射在軸向傳播方向上不由輸入端區段阻擋。
6.如條項4或5之光學組件，其中一個或兩個端區段為朝外錐形化以界定自空心光子晶體光纖朝向相應端蓋之膨脹內徑之錐形端區段。
7.如條項4或5之光學組件，其中一個或兩個端區段具有空心光子晶體光纖與相應端蓋之間的實質上均一內徑。
8.如條項4至7中任一項所定義之光學組件，其中該第一透明端蓋經組態以接收泵浦輻射光束以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生，且該第二透明端蓋經組態以發射自該超連續光譜產生得到之輸出光束。
9.如條項8中所定義之光學組件，其中該第一透明端蓋包含用於輸入耦合泵浦輻射光束之輸入透鏡，及/或該第二透明端蓋包含用於準直 輸出光束之輸出透鏡。
10.如條項4至9中任一項中所定義之光學組件，其中該端蓋由矽石或硼矽酸鹽構成。
11.如條項1、2或3中所定義之光學組件，其中輸出端區段朝外擴寬以界定自空心光子晶體光纖朝向輸出端區段之輸出端的膨脹內徑。
12.如條項11中所定義之光學組件，其中輸出端區段包含至少該外部毛細管之擴寬輸出端部分。
13.如條項12中所定義之光學組件，其中空心光子晶體光纖之內部毛細管在輸出端區段處遠離光學組件之縱向軸線塑形。
14.如條項13中所定義之光學組件，其中內部毛細管在輸出端區段處混合至外部毛細管中。
15.如條項11中所定義之光學組件，其中輸出端區段包含拼接或以其他方式接合至空心光子晶體光纖之末端之端區段。
16.如條項11至15中任一項中所定義之光學組件，其中其最寬點處之輸出端區段之內徑可為100μm至4.5mm之範圍內之任何值。
17.如任一前述條項中所定義之光學組件，其中空心光子晶體光纖包含光纖塗層。
18.如條項17中所定義之光學組件，其中光纖塗層包含聚合物。
19.如任一前述條項中所定義之光學組件，其中至少該輸出端區段包含矽石或硼矽酸鹽。
20.一種經組態以用於產生寬帶輸出之寬帶光源器件，其包含：如任一前述條項中所定義之光學組件；及安裝配置，其將該光學組件夾持在該等端區段上之一或多個點處。
21.如條項20所定義之寬帶光源器件，其進一步包含用於輸出複數個泵浦脈衝以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生之泵浦雷射。
22.如條項20或21中所定義之寬帶光源器件，其中該寬帶輸出包含200nm至2000nm之波長範圍，或在此範圍內之子範圍。
23.一種製造如條項4至10中任一項之光學組件之方法，其包含：將各自具有所附接相應端蓋之該等端區段中之每一者拼接至空心光子晶體光纖之相應末端；及用該氣體介質填充光學組件。
24.如條項23中所定義之方法，其中該氣體介質之填充在執行該拼接步驟之最終拼接之前執行。
25.如條項24中所定義之方法，其包含：在該最終拼接之前將光學組件插入至經抽空容器中；用經加壓氣體沖洗光學組件；及在高壓環境中進行最終拼接。
26.如條項25中所定義之方法，其中該沖洗步驟包含加熱空心光子晶體光纖，同時移除在該沖洗步驟中使用之噴嘴。
27.一種製造如條項12至14中任一項之光學組件之方法，其包含：確立空心光子晶體光纖之內部區與空心光子晶體光纖之外部之間的壓差，同時將熱量局部地施加至該空心光子晶體光纖以使得該空心光子晶體光纖在其中施加該熱量之區處膨脹。
28.如條項27之方法，其包含初始地分裂空心光子晶體光纖之輸出端；且其中壓差藉由將計數器主體置放在空心光子晶體光纖之輸出端附近 以便阻礙來自該輸出端之流動且在空心光子晶體光纖之輸入端處引入流體來確立。
29.如條項27之方法，其包含：確立該壓差以沿著其中局部地施加該熱量之該空心光子晶體光纖之長度形成氣泡；及在該氣泡處分裂空心光子晶體光纖之輸出端。
30.一種製造如條項15之光學組件之方法，其包含：將熱源局部地應用在毛細管光纖上，同時施加來自該光纖之兩個末端之牽拉力以產生錐形；在該錐形處分裂光纖以產生該輸出端區段；及將輸出端區段拼接至該空心光子晶體光纖之輸出端。
31.一種製造如條項15之光學組件之方法，其包含：在光纖拉制塔中形成該輸出端區段；及將輸出端區段拼接至該空心光子晶體光纖之輸出端。
32.一種光學組件，其包含：空心光子晶體光纖；及套管配置，其包含覆蓋該空心光子晶體光纖之各末端之至少相應末端部分的至少一個套管；其中：空心光子晶體光纖之內部毛細管經塌陷以界定空心光子晶體光纖之各末端處的錐形核心區，錐形核心區包含區，在錐形核心區之區中空心光子晶體光纖之空心具有朝向空心光子晶體光纖之各末端之增大直徑；及接觸區，在其處該套管配置接觸該空心光子晶體光纖，相對於空心光子晶體光纖之主軸線均處於或超出錐形核心區。
33.如條項32中所定義之光學組件，其中套管配置包含用於覆蓋該空心光子晶體光纖之第一末端部分之第一套管及用於覆蓋該空心光子晶體光纖之第二末端部分之第二套管。
34.如條項33中所定義之光學組件，其包含：氣室，其用於至少部分地封閉空心光子晶體光纖及套管配置；及氣體介質，其含於該氣室內。
35.如條項32中所定義之光學組件，其中套管配置包含覆蓋空心光子晶體光纖之長度之單個套管。
36.如條項35中所定義之光學組件，其包含密封套管之相應末端之第一透明端蓋及第二透明端蓋，及氣體介質，其含於該套管內。
37.如條項36中所定義之光學組件，其中該第一透明端蓋經組態以接收泵浦輻射光束以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生，且該第二透明端蓋經組態以發射自超連續光譜產生得到之輸出光束。
38.如條項37中所定義之光學組件，其中該第一透明端蓋包含用於輸入耦合泵浦輻射光束之輸入透鏡，及/或該第二透明端蓋包含用於準直輸出光束之輸出透鏡。
39.如條項32至38中任一項中所定義之光學組件，其中套管配置延伸超出空心光子晶體光纖之各末端。
40.如條項32至38中任一項中所定義之光學組件，其中套管配置在空心光子晶體光纖之各末端處或靠近該各末端終止。
41.如條項32至40中任一項中所定義之光學組件，其中套管配置包含朝向該等接觸區之空心光子晶體光纖之各末端處之朝向空心光子晶體光 纖的錐形。
42.如條項32至41中任一項中所定義之光學組件，其中該等接觸區中之每一者應包含小於相應錐形核心區之錐形長度之軸向長度。
43.如條項32至42中任一項中所定義之光學組件，其中套管材料包含硼矽酸鹽玻璃、矽石或硫族化物、亞碲酸鹽或其他軟玻璃。
44.一種製造如條項32至43中任一項之光學組件之方法，其包含：將該空心光子晶體光纖引入至該套管配置中；及局部地加熱套管配置以使其塌陷至空心光子晶體光纖上。
45.如條項44中所定義之方法，其中局部地加熱之步驟包含在步驟期間調整加熱強度及加熱時間直至實現穩固機械連接，以便最小化空心光子晶體光纖之變形。
46.一種經組態以用於產生寬帶輸出之寬帶光源器件，其包含：如條項32至43中任一項中所定義之光學組件；及安裝配置，其將該光學組件夾持在該套管配置上。
47.如條項46所定義之寬帶光源器件，其進一步包含用於輸出複數個泵浦脈衝以激發含於空心光子晶體光纖內之氣體介質以用於超連續光譜產生的泵浦雷射。
48.如條項46或47中所定義之寬帶光源器件，其中該寬帶輸出包含230nm至2300nm之波長範圍，或在此範圍內之子範圍。
49.一種度量衡器件，其包含如條項20至22或46至48中任一項中所定義之寬帶光源器件。
50.如條項49中所定義之度量衡器件，其中該度量衡器件可操作為散射計度量衡設備。
51.如條項49中所定義之度量衡器件，其中該度量衡器件可操作為位準感測器或對準感測器。
52.一種微影設備，其包含用於執行對準及/或調平度量衡之如條項51中所定義之至少一個該度量衡器件。
53.一種微影單元，其包含如條項52之微影設備及如條項50中所定義之度量衡器件。
54.一種光學組件，其包含：空心光子晶體光纖；第一透明端蓋及第二透明端蓋，其密封空心光子晶體光纖之相應末端，端區段，其在空心光子晶體光纖之各末端與其相應端蓋之間，端區段包含該等端區段之至少一部分的內徑，該內徑大於空心光子晶體光纖之內徑；及氣體介質，其密封在由該空心光子晶體光纖、端區段及端蓋共同地界定之空間內。
55.如條項54之光學組件，其中一個或兩個端區段為朝外錐形化以界定自空心光子晶體光纖朝向相應端蓋之膨脹內徑之錐形端區段。
56.如條項54之光學組件，其中一個或兩個端區段具有空心光子晶體光纖與相應端蓋之間的實質上均一內徑。
57.如條項54、55或56之光學組件，其中端區段經組態以使得自該空心光子晶體光纖發射之發散寬帶輻射及/或進入該空心光子晶體光纖中之收斂泵浦輻射在軸向傳播方向上不由相應端區段阻擋。
58.如條項54至57中任一項中所定義之光學組件，其中該第一透明 端蓋經組態以接收泵浦輻射光束以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生，且該第二透明端蓋經組態以發射自超連續光譜產生得到之輸出光束。
59.如條項58中所定義之光學組件，其中該第一透明端蓋包含用於輸入耦合泵浦輻射光束之輸入透鏡，及/或該第二透明端蓋包含用於準直輸出光束之輸出透鏡。
60.如條項54至59中任一項中所定義之光學組件，其中空心光子晶體光纖之內部毛細管經塌陷以界定空心光子晶體光纖之各末端處的錐形核心區，錐形核心區包含區，在錐形核心區之區中空心光子晶體光纖之空心具有朝向空心光子晶體光纖之各末端之增大直徑。
61.如條項54至60中任一項中所定義之光學組件，其中空心光子晶體光纖包含光纖塗層。
62.如條項61中所定義之光學組件，其中光纖塗層包含聚合物。
63.如條項54至62中任一項中所定義之光學組件，其中該等端區段及/或端蓋由矽石或硼矽酸鹽構成。
64.一種經組態以用於產生寬帶輸出之寬帶光源器件，其包含：如條項54至63中任一項中所定義之光學組件；及安裝配置，其將該光學組件夾持在該等端區段上之一或多個點處。
65.如條項64所定義之寬帶光源器件，其進一步包含用於輸出複數個泵浦脈衝以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生之泵浦雷射。
66.如條項64或65中所定義之寬帶光源器件，其中該寬帶輸出包含200nm至2000nm之波長範圍，或在此範圍內之子範圍。
67.一種製造如條項54至63中任一項之光學組件之方法，其包含：將各自具有所附接相應端蓋之該等端區段中之每一者拼接至空心光 子晶體光纖之相應末端；及用該氣體介質填充光學組件。
68.如條項67中所定義之方法，其中該氣體介質之填充在執行該拼接步驟之最終拼接之前執行。
69.如條項68中所定義之方法，其包含：在該最終拼接之前將光學組件插入至經抽空容器中；用經加壓氣體沖洗光學組件；及在高壓環境中進行最終拼接。
70.如條項69中所定義之方法，其中該沖洗步驟包含加熱空心光子晶體光纖，同時移除在該沖洗步驟中使用之噴嘴。
儘管可在本文中特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測模式、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管可在本文中特定地參考在微影設備之上下文中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成遮罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件之任何設備之部分。此等設備可一般稱為微影工具。此類微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可能已經特定地參考在光學微影之上下文中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，在上下文允許之情況下，本發明不限於光學微影，且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與 所描述不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
900:HC-PCF燈泡
900':HC-PCF燈泡
910:HC-PCF光纖
920:外部末端毛細管
920':外部末端毛細管
925:HC-PCF光纖外部毛細管
930:端蓋
940:錐形核心區

Claims (15)

  1. 一種光學組件，其包含：一空心光子晶體光纖，其包含用於導引輻射之若干內部毛細管及覆蓋(sheathing)該等內部毛細管之一外部毛細管；至少一輸出端區段，其在該輸出端區段之至少一部分具有一內徑，該內徑大於該外部毛細管在該輸出端區段之前沿著該空心光子晶體光纖之一中心部分之一內徑；一輸入端區段；第一透明端蓋及第二透明端蓋，其密封該空心光子晶體光纖之相應末端；及一氣體介質，其密封在由該空心光子晶體光纖、該等端區段及該等透明端蓋共同地界定之一空間內；其中該輸入端區段包含於該空心光子晶體光纖之一輸入端與該第一透明端蓋之間，且該輸出端區段包含於該空心光子晶體光纖之一輸出端與該第二透明端蓋之間；其中一個或兩個端區段為錐形端區段，其朝外錐形化以界定自該空心光子晶體光纖朝向相應透明端蓋之一膨脹內徑(expanding inner diameter)。
  2. 如請求項1之光學組件，其中該輸出端區段經組態以使得自該空心光子晶體光纖發射之發散寬帶輻射在一軸向傳播方向上不由該輸出端區段阻擋。
  3. 如請求項1或2中任一項之光學組件，其中該空心光子晶體光纖之該等內部毛細管經塌陷(collapsed)以界定該空心光子晶體光纖之各末端處的一錐形核心區，該錐形核心區包含一區，在該錐形核心區之該區中該空心光子晶體光纖之一空心具有朝向該空心光子晶體光纖之各末端之一增大直徑。
  4. 如請求項1或2之光學組件，其中該等透明端蓋由矽石或硼矽酸鹽構成。
  5. 如請求項1之光學組件，其中該第一透明端蓋經組態以接收一泵浦輻射光束以激發該氣體介質以用於超連續光譜產生，且該第二透明端蓋經組態以發射自該超連續光譜產生得到之一輸出光束。
  6. 如請求項1或2之光學組件，其中該空心光子晶體光纖包含一光纖塗層。
  7. 如請求項1或2之光學組件，其中：該輸出端區段包含至少該外部毛細管之一擴寬輸出端部分；或該輸出端區段包含拼接或以其他方式接合至該空心光子晶體光纖之末端的一端區段。
  8. 一種經組態以用於產生一寬帶輸出之寬帶光源器件，其包含： 如請求項1至7中任一項之光學組件；及一安裝配置，其將該光學組件夾持在該等端區段上之一或多個點處。
  9. 一種製造如請求項1至7中任一項之光學組件之方法，其包含：將各自具有所附接相應透明端蓋之該等端區段中之每一者拼接至該空心光子晶體光纖之相應末端；及用該氣體介質填充該光學組件，其中一個或兩個端區段為錐形端區段，其朝外錐形化以界定自該空心光子晶體光纖朝向相應透明端蓋之一膨脹內徑。
  10. 一種光學組件，其包含：一空心光子晶體光纖；及一套管配置，其包含覆蓋該空心光子晶體光纖之各末端之至少相應末端部分的至少一個套管；其中：該空心光子晶體光纖之內部毛細管經塌陷以界定該空心光子晶體光纖之各末端處的一錐形核心區，該錐形核心區包含一區，在該錐形核心區之該區中該空心光子晶體光纖之一空心具有朝向該空心光子晶體光纖之各末端之一增大直徑；及接觸區，在其處該套管配置接觸該空心光子晶體光纖，該等接觸區相對於該空心光子晶體光纖之一主軸線均處於或超出該錐形核心區。
  11. 如請求項10之光學組件，其中該套管配置包含覆蓋該空心光子晶體 光纖之長度之一單個套管。
  12. 如請求項10或11中任一項之光學組件，其中該套管配置延伸超出該空心光子晶體光纖之各末端。
  13. 一種製造如請求項10至12中任一項之光學組件之方法，其包含：將該空心光子晶體光纖引入至該套管配置中；及局部地加熱該套管配置以使其塌陷至該空心光子晶體光纖上。
  14. 一種經組態以用於產生一寬帶輸出之寬帶光源器件，其包含：如請求項10至12中任一項之光學組件；及一安裝配置，其將該光學組件夾持在該套管配置上。
  15. 一種度量衡器件，其包含如請求項8及14中任一項之寬帶光源器件。
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