Development of advanced plasma soft x-ray laser and next generation nano-processing technology

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【高機能光源開発】では，昨年度までに整備したプラットホームレーザーをさらに高度化する開発を継続して実施した．パルス圧縮後のスペックは，エネルギー750mJ，パルス幅 40fsまで達成した．今後の高出力化を見据え、高い回折効率が得られるホログラフィク型回折格子（1480 grooves/mm）とビーム直径75mmまで入射できる光学素子を導入した．EUV高次高調波（HHG）の高度化では，光源を高出力化するために，ガスジェットノズルの長さを調整することにより，基本波とガスの相互作用長を長くすることができ，その結果，EUV-HHGの出力が昨年度の11倍まで向上した．さらに，EUV-HHGの増幅機構に非線形伝搬や電子プラズマの寄与と考えられる実験結果が得られた．その結果を研究協力者と議論して解析を進めている．一方で，波長18.９nmニッケル様モリブデンプラズマレーザーの発振実験に先立ち，光学系を工夫することによりコンパクトな集光光学系を構築した．これまでに不安定ながらX線レーザーの発振が確認されている．現在は安定，且つ，高出力で発振できるポンプレーザー条件と集光光学配位を調べている．【加工理物モデルの構築】では，FY2021までに整備したEUV超微細加工・造形装置をさらに高度化することを実施した．加工ビームを形成するための光学系を作成し，反射率や透過率など基本性能はKEK-PFの放射光を用いて評価し，集光特性やパターニング特性などは光線追跡計算とEUV高次高調波を用いて評価した．また，これまでに実施したSiおよびシリコン系の基板・半導体材料に加えてPMMAなどのレジスト材料の加工試験の結果をまとめて解析を進めている．