这篇文档属于类型b（综述论文），以下是针对该内容的学术报告：

作者及机构
本文由O. O. Versolato（通讯作者）、J. Sheil、S. Witte、W. Ubachs和R. Hoekstra共同完成，作者团队来自荷兰的先进纳米光刻研究中心（Advanced Research Center for Nanolithography, ARCNL）、阿姆斯特丹自由大学（Vrije Universiteit Amsterdam）物理与天文系以及格罗宁根大学（University of Groningen）的Zernike先进材料研究所。论文于2022年4月发表在*Journal of Optics*（J. Opt. 24 054014），题为《Microdroplet-tin plasma sources of EUV radiation driven by solid-state-lasers (topical review)》，是一篇聚焦于极紫外（EUV）光源技术的专题综述。

主题与背景
本文综述了基于锡微滴（tin microdroplet）激光等离子体（laser-produced plasma, LPP）的极紫外光源技术，重点探讨了固态激光器（solid-state lasers）驱动锡等离子体的研究进展。EUV光刻技术是半导体工业实现摩尔定律（Moore’s Law）的关键，其核心挑战在于高效生成波长13.5 nm（2%带宽内）的EUV光。当前工业级光源依赖CO₂激光器驱动锡等离子体，但固态激光器因其更高的电光转换效率（wall-plug efficiency）和紧凑性成为潜在替代方案。本文系统回顾了ARCNL团队在固态激光驱动等离子体的目标制备、辐射流体动力学、光谱学及高转换效率（conversion efficiency, CE）方面的研究成果。

主要观点与论据

1. 锡微滴激光相互作用与目标形态调控
   通过预脉冲激光（pre-pulse）将球形锡微滴变形为优化靶材（如“披萨状”薄盘结构）是提升EUV转换效率的关键。作者详细分析了不同时间尺度（电子-离子弛豫时间τₑ₋ᵢ、流体动力学时间τₕ、声学时间τₐ等）对靶材形态的影响：

   • 长脉冲（纳秒级）：形成准稳态等离子体，推动微滴展平（图1上）；
     
   • 短脉冲（皮秒级）：产生气泡状膨胀（图1下）。
     实验通过阴影成像（shadowgraphy）和透射率测量量化了靶材厚度分布（图2），发现质量损失主要源于碎片化，而快速成形可减少质量损失（图3）。支持性研究包括Liu等人通过激光蒸发表征厚度分布（图2c），以及Hernandez-Rueda等人验证的流体动力学模型。

2. 固态激光驱动等离子体的优势与挑战
   与CO₂激光（10.6 µm）相比，固态激光（1–2 µm）驱动的等离子体密度更高，但面临光谱纯度（spectral purity, SP）下降的问题（图4）。核心发现包括：

   • 波长依赖性：等离子体密度与激光波长λ成反比（∼λ⁻¹），2 µm激光在CE和SP间取得平衡（图9）；
     
   • 多重激发态贡献：Torretti等人（2020）通过实验与模拟证实，13.5 nm辐射主要源于Sn¹¹⁺–Sn¹⁴⁺离子的多重激发态跃迁（图5），而非传统认为的单电子激发态。
     研究团队开发了非局域热力学平衡（non-LTE）模型（Sheil等，2021），结合Los Alamos原子代码，为辐射流体动力学模拟提供精确的原子物理数据。

3. 等离子体膨胀与碎片控制
   高速离子碎片（动能达keV量级）会损伤光学元件。Hemminga等人（2021）通过静电飞行时间分析仪（ESA-TOF）和RALEF-2D辐射流体代码模拟，揭示了离子能量分布的峰值特征（图7），归因于早期膨胀阶段的准球形壳层结构。此外，团队设计了交叉束实验装置（图6），研究Sn离子与H₂的碰撞能量损失，为碎片减缓提供数据支持。

4. 2 µm激光驱动的实验验证
   Schupp和Behnke等人首次实验验证了2 µm激光驱动锡等离子体的性能：

   • 光谱特性：在相同离子分布下，2 µm激光的CE比1 µm激光高2倍（图10a），且SP更优（图10b）；
     
   • 角分布：盘状靶材的EUV发射呈现各向异性，向后半球集中。
     实验采用KTP光学参量放大器（OPA）系统（图8a），通过主振荡功率放大器（MOPA）结构产生2 µm脉冲，结合预脉冲-主脉冲（PP-MP）方案优化靶材形态（图8c）。

意义与价值
本文的学术价值体现在：
1. 理论创新：揭示了多重激发态对EUV辐射的主导作用，修正了传统原子模型；
2. 技术突破：论证了2 µm固态激光的可行性，为下一代EUV光源设计提供方向；
3. 工业应用：通过优化靶材制备和碎片控制，支持半导体工业向1000瓦级EUV光源迈进。

综述还强调了跨学科合作（如原子物理、流体力学、光学工程）对解决EUV光源挑战的重要性，并指出未来需结合先进激光技术（如可调谐红外激光系统TI-REX）进一步探索波长优化。

亮点
1. 方法创新：结合实验（高分辨率光谱、飞行时间分析）与高保真模拟（RALEF-2D），多尺度解析等离子体动力学；
2. 颠覆性发现：首次证实多重激发态是EUV辐射的主要来源；
3. 工业导向：直接回应半导体行业对高功率、低碎片光源的需求，推动光刻技术路线图发展。

本文通过整合基础研究与工业需求，为EUV光刻技术的持续发展提供了关键科学支撑。