CN120303615A - 超连续谱辐射源 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件。所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后。被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的损坏容许度大于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的损坏容许度。

Description

超连续谱辐射源

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年12月07日递交的欧洲申请22211917.4的优先权，并且该欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种超连续谱或宽带辐射源，并且具体地涉及有关集成电路制造中的量测应用的这样的宽带辐射源。

背景技术

光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于（例如）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（也常常称为“设计布局”或“设计”）投影至设置在衬底（例如，晶片）上的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上。

为了将图案投影在衬底上，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衬底上的特征的最小大小。当前使用的典型波长是365 nm（i线）、248 nm、193 nm和13.5 nm。相比于使用例如具有193 nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4 nm至20nm的范围内的波长（例如6.7 nm或13.5 nm）的极紫外（EUV）辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。

低k₁光刻可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，可以将分辨率公式表达为CD = k₁×λ/NA，其中，λ是所使用的辐射的波长，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”（通常是所印制的最小特征大小，但在这种情况下是半节距）且k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，则越难以在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于NA的优化、定制照射方案、使用相移图案形成装置、例如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”）的设计布局的各种优化，或通常被定义为“分辨率增强技术”（RET）的其它方法。替代地，用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路可以用于改善在低k1下的图案的再现。

量测工具被用于IC制造过程的许多方面中，例如作为用于在曝光之前适当定位衬底的对准工具，用于测量所述衬底的表面形貌的水平测量工具或调平工具，用于例如在过程控制中检查/测量经曝光和/或经蚀刻的产品的基于聚焦控制和散射测量的工具。在每种情况下，都需要辐射源。出于不同原因，包括测量鲁棒性即稳定性、以及准确度，宽带或白光辐射源越来越被用于这些量测应用。将会期望对目前器件进行改善以用于宽带辐射生成。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件；其中所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后；并且其中被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的损坏容许度大于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的损坏容许度。

在本发明的第二方面中，提供一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件；其中所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后；并且其中被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的光学非线性低于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的光学非线性。

本发明的其它方面包括量测装置，所述量测装置包括第一方面或第二方面的宽带辐射源装置。

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，在所述随附示意性附图中：

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，其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描绘可以包括根据本发明的实施例的辐射源的用作量测装置的散射测量设备的示意性概略图；

图5描绘可以包括根据本发明的实施例的辐射源的水平传感器设备的示意性概略图；

图6描绘可以包括根据本发明的实施例的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，垂直于光纤的轴线）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已知辐射源的示意性表示；

图9（a）和图9（b）示意性地描绘用于超连续谱生成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示意性地图示根据第一实施例的宽带辐射源；

图11示意性地图示根据第一实施例的宽带辐射源；

图12示意性地图示根据第二实施例的宽带辐射源；

图13示意性地图示根据第三实施例的宽带辐射源；

图14示意性地图示根据第四实施例的宽带辐射源；

图15示意性地图示根据第五实施例的宽带辐射源；以及

图16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

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

本文中所所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以广义地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予图案化横截面的通用图案形成装置，所述图案化横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在这样的情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模（透射或反射，二元、相移、混合式等）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示意性地描绘光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统（也称为照射器）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且连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置MA的第一定位器PM；衬底支撑件（例如晶片台）WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底（例如涂覆有抗蚀剂的晶片）W且连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述衬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的图案投影至衬底W的目标部分C（例如包括一个或更多个管芯）上。

在操作中，照射系统IL例如经由束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。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。照射器IL可以用于调节辐射束B，以其在图案形成装置MA的平面处的横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中所使用的术语“投影系统”PS应被广义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。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用与更上位的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以属于一种类型，其中，衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的例如水的液体覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间--这也称为浸没光刻术。在以引用方式并入本文中的US6952253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衬底支撑件WT（又名“双平台”）的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W进行准备衬底W的后续曝光的步骤，同时将另一衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。

除了衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。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。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的部分，例如，投影系统PS的部分或提供浸没液体的系统的部分。测量平台可以在衬底支撑件WT远离投影系统PS时在投影系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射到保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置（例如掩模MA）上，并且通过存在于图案形成装置MA上的图案（设计布局）图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动衬底支撑件WT，例如以便在聚焦且对准的位置处在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器（其未在图1中明确地描绘）可以用于相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但其可以位于目标部分之间的空间中。在衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，这些衬底对准标记称为划线对准标记。

如图2中示出的，光刻设备LA可以形成光刻单元LC（有时也被称为光刻元或（光刻）簇）的部分，光刻单元LC常常也包括用于对衬底W执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影经曝光的抗蚀剂的显影器DE、例如用于调节衬底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。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W、在不同过程设备之间移动衬底W且将衬底W传递至光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中常常也被统称为自动化涂覆抗蚀剂和显影系统的装置通常是在自动化涂覆抗蚀剂和显影系统控制单元TCU的控制下，自动化涂覆抗蚀剂和显影系统控制单元TCU自身可能受到管理控制系统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曝光的衬底W，期望检查衬底以测量经图案化的结构的性质，诸如后续层之间的重叠错误、线厚度、临界尺寸（CD）等。为此目的，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，则可以对后续衬底的曝光或对待对衬底W执行的其它处理步骤进行例如调整，在同一批量或批次的其它衬底W仍待曝光或处理之前进行检查的情况下尤其如此。

也可以被称为量测设备的检查设备用于确定衬底W的性质，并且具体地，确定不同衬底W的性质如何变化或与同一衬底W的不同层相关联的性质在层与层间如何变化。检查设备替代地构造成识别衬底W上的缺陷，并且可以例如为光刻单元LC的一部分，或可以集成至光刻设备LA中，或甚至可以是单独的装置。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，或经显影的抗蚀剂图像（其中抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除）上的性质，或甚至经蚀刻的图像（在诸如蚀刻的图案转印步骤之后）上的性质。

通常光刻设备LA中的图案化过程是在处理中的最重要的步骤之一，其需要衬底W上的结构的尺寸标定和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，可以将三个系统组合于所谓的“整体”控制环境中，如图3示意性地描绘的，这些系统中的一个系统是光刻设备LA，所述光刻设备（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。所述过程窗口限定一系列过程参数（例如剂量、聚焦、重叠），在所述过程参数内，具体制造过程会产生所限定的结果（例如功能性半导体器件）-通常在所述结果内，允许光刻过程或图案化过程中的过程参数变化。

计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局（的一部分）以预测使用哪种分辨率增强技术且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（由第一刻度SC1中的双箭头在图3中描绘）。通常，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。计算机系统CL也可以用于检测光刻设备LA当前正在过程窗口内的哪处进行操作（例如使用来自量测工具MT的输入）以预测缺陷是否可以归因于例如次优处理而存在（由第二刻度SC2中的指向“0”的箭头在图3中描绘）。

量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备LA以例如在光刻设备LA的校准状态中识别可能漂移（由第三刻度SC3中的多个箭头在图3中描绘）。

在光刻过程中，期望频繁地对所创建的结构进行测量，例如，用于过程控制和验证。用于进行这样的测量的工具通常被称为量测工具MT。用于进行这样的测量的不同类型的量测工具MT是众所周知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是多功能仪器，其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），或通过在像平面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。以全文引用的方式并入本文中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中另外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射线和对近IR波长范围可见的光来测量光栅。

在第一实施例中，散射仪MT是角分辨散射仪。在这样的散射仪中，重构方法可以应用于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模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用且比较模拟结果与测量的结果引起。调整数学模型的参数直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标观测到的衍射图案的衍射图案为止。

在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这样的光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导至目标上且来自目标的反射或散射辐射被引导至光谱仪检测器上，所述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模拟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，所述散射仪MT是椭圆测量散射仪。椭圆测量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。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当偏振滤波器来发射偏振光（诸如线性、环状或椭圆）。适于量测设备的源也可以提供偏振辐射。以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请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中描述现有椭圆测量散射仪的各个实施例。

在散射仪MT的一个实施例中，散射仪MT被调适以通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性（所述不对称性与重叠的范围有关）来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠。两个（通常叠置）光栅结构可以被施加在两个不同层（不必是连续层）中，并且可以形成为处于晶片上大致相同的位置。散射仪可以具有例如在共同拥有的专利申请EP1,628,164A中所描述的对称检测配置，以使得任何不对称性可以清楚地区分。这提供用于测量光栅中的未对准的直接方式。可以在以全文引用的方式并入本文中的PCT专利申请公开号WO2011/012624或美国专利申请US 20160161863中找到当目标经由周期性结构的不对称性来进行测量时测量包括周期性结构的两个层之间的重叠误差的其它示例。

其它所关注的参数可以是聚焦和剂量。可以通过全文以引用方式并入本文中的美国专利申请US2011-0249244中所描述的散射测量（或替代地通过扫描电子显微法）同时确定聚焦和剂量。可以使用具有针对聚焦能量矩阵（FEM--也被称为聚焦曝光矩阵）中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量的独特组合的单个结构。如果可以得到临界尺寸和侧壁角的这些独特组合，则可以根据这些测量唯一地确定聚焦和剂量值。

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过程之后形成的复合光栅的总体。通常，光栅中的结构的节距和线宽很大程度上依赖于测量光学器件（尤其是光学器件的NA）以能够捕获来自量测目标的衍射阶。如先前所指示的，衍射信号可以用于确定两个层之间的移位（也被称为“重叠”）或可以用于重构通过光刻过程所产生的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用于提供光刻过程的品质指导，并且可以用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有配置成模仿目标中的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，目标将表现得更类似于设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量优选类似于设计布局的功能性部分。可以在欠填充模式下或在过填充模式下测量目标。在欠填充模式下，测量束产生小于总体目标的斑。在过填充模式下，测量束产生大于总体目标的斑。在这样的过填充模式下，也可能同时测量不同的目标，因此同时确定不同处理参数。

使用特定目标的光刻参数的总体测量品质至少部分通过用于测量这种光刻参数的测量选配方案来确定。术语“衬底测量选配方案”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，或两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量为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、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的方向等。用于选择测量选配方案的准则中的一个可以例如为测量参数中的一个对于处理变化的敏感度。更多示例在以全文引用的方式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US 2016/0370717A1中描述。

图4中描绘量测设备，诸如散射仪。所述测量设备包括将辐射投影至衬底6上的宽带（白光）辐射投影仪2。反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，可以由处理单元PU重构引起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，或通过与图3的底部处所示出的模拟光谱库的比较。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且从用来制造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以从散射测量数据确定。这种散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。

经由测量量测目标的光刻参数的总体测量品质是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“衬底测量选配方案”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，或两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量为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、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的方向等。用于选择测量选配方案的准则中的一个可以例如为测量参数中的一个对于处理变化的敏感度。以全文引用的方式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US 2016/0370717A1中描述更多示例。

用于IC制造的另一类型的量测工具为形貌测量系统、水平传感器或高度传感器。这种工具可以集成在光刻设备中，用于测量衬底（或晶片）的顶部表面的形貌。衬底的形貌的图，也称为高度图，可以由指示随在衬底上的位置而变化的衬底的高度的这些测量产生。这种高度图随后可以用于在将图案转印于衬底上期间校正衬底的位置，以便在衬底上的恰当聚焦位置中提供图案形成装置的空间图像。应理解，“高度”在这种情境下大致是指从平面至衬底的尺寸（也称为Z轴）。通常，水平或高度传感器在固定部位（相对于其自身光学系统）处执行测量，并且衬底与水平或高度传感器的光学系统之间的相对移动会引起在横跨衬底的部位处的高度测量。

图5中示意性地示出本领域中已知的水平或高度传感器LS的示例，图5仅图示操作原理。在这个示例中，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包括提供辐射束LSB的辐射源LSO，所述辐射束由投影单元LSP的投影光栅PGR赋予。辐射源LSO可以是例如窄带或宽带光源，诸如超连续谱光源，偏振或非偏振、脉冲或连续，诸如偏振或非偏振激光束。辐射源LSO可以包括具有不同颜色或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，但可以另外地或替代地涵盖UV和/或IR辐射和适于从衬底的表面反射的任何波长范围。

投影光栅PGR为包括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强度的辐射束BE1。具有周期性变化强度的辐射束BE1被引导朝向衬底W上的相对于垂直于入射衬底表面的轴（Z轴）具有入射角ANG的测量部位MLO，所述入射角ANG介于0度与90度之间，通常介于70度与80度之间。在测量部位MLO处，图案化辐射束BE1由衬底W反射（通过箭头BE2指示）且被引导朝向检测单元LSD。

为了确定测量部位MLO处的高度水平，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和用于处理检测器DET的输出信号的处理单元（未示出）。检测光栅DGR可以与投影光栅PGR相同。检测器DET产生检测器输出信号，所述检测器输出信号指示所接收的光，例如指示所接收的光的强度，诸如光电探测器，或表示所接收的强度的空间分布，诸如相机。检测器DET可以包括一个或更多个检测器类型的任一组合。

借助于三角测量技术，可以确定测量部位MLO处的高度水平。所检测的高度水平通常与如通过检测器DET所测量的信号强度相关，所述信号强度具有尤其依赖于投影光栅PGR的设计和（倾斜）入射角ANG的周期性。

投影单元LSP和/或检测单元LSD可以沿投影光栅PGR与检测光栅DGR之间的经图案化的辐射束的路径（未示出）而包括其它光学元件，诸如透镜和/或反射镜。

在实施例中，可以省略检测光栅DGR，并且可以将检测器DET放置在检测光栅DGR所定位的位置处。这种配置提供投影光栅PGR的图像的较直接检测。

为了有效地覆盖衬底W的表面，水平传感器LS可以被配置成将测量束BE1的阵列投影至衬底W的表面上，由此产生覆盖较大测量范围的测量区域MLO或斑的阵列。

例如在两者以引用方式并入的US7265364和US7646471中公开一般类型的各种高度传感器。在以引用方式并入的US2010233600A1中公开使用UV辐射而不是可见或红外辐射的高度传感器。在以引用方式并入的WO2016102127A1中，描述使用多元件检测器来检测和辨别光栅图像的位置而无需要检测光栅的紧凑型高度传感器。

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能够相对于置于先前层中（通过同一设备或不同光刻设备）的特征恰当且准确地放置所施加的图案。为此目的，衬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”。

光刻设备可以包括可从而准确地测量被设置在衬底上的对准标记的位置的一个或更多个（例如，多个）对准传感器。对准（或位置）传感器可以使用诸如衍射和干涉的光学现象以从形成在衬底上的对准标记获得位置信息。用于当前光刻设备中的对准传感器的示例基于US6961116中所描述的自参考干涉仪。已开发出位置传感器的各种增强和修改，例如如US2015261097A1中所公开的。所有这些公开出版物的内容是以引用的方式并入本文中。

图6是诸如例如US6961116中所描述的且以引用方式并入的已知对准传感器AS的实施例的示意性框图。辐射源RSO提供具有一个或更多个波长的辐射束RB，所述辐射束由转向光学器件转向至标记（诸如位于衬底W上的标记AM）上，而作为照射斑SP。在这个示例中，转向光学器件包括点反射镜SM和物镜OL。从而照射标记AM的照射斑SP的直径可略小于标记自身的宽度。

由对准标记AM衍射的辐射（在这个示例中经由物镜OL）被准直成信息承载束IB。术语“衍射”旨在包括来自标记的零阶衍射（其可以被称为反射）。例如上文提及的US6961116中所公开的类型的自参考干涉仪SRI以自身干涉束IB，其后束由光电探测器PD接收。可以包括额外的光学器件（未示出）以在由辐射源RSO产生多于一个波长的情况下提供分开的束。光电探测器可以是单个元件，或其根据需要可以包括多个像素。光电探测器可以包括传感器阵列。

在这个示例中包括点反射镜SM的转向光学器件也可以用于阻挡从标记反射的零阶辐射，使得信息承载束IB仅包括来自标记AM的高阶衍射辐射（这对于测量不是必需的，但改善信噪比）。

强度信号SI被供应给处理单元PU。通过对在块SRI中进行的光学处理与在单元PU中进行的计算处理进行组合，输出衬底相对于参考系的X位置和Y位置的值。

所图示的类型的单个测量仅将标记的位置固定在对应于所述标记的一个节距的某一范围内。结合这种测量来使用较粗略测量技术，以识别正弦波的哪一周期为包括所标记的位置的周期。可以在不同波长下重复较粗略和/或较精细水平的同一过程，以用于提高准确度及/或用于稳固地检测标记，而无关于制成标记的材料及其上和/或其下设置标记的材料。可以光学地多路复用和解多路复用所述波长以便同时加工所述波长，和/或可以通过时分或频分来对波长进行多路复用。

在这个示例中，对准传感器和斑SP保持静止，而衬底W移动。对准传感器因此可以被稳固且准确地安装至参考系或参考框架，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描标记AM。通过衬底W安装于衬底支撑件以及控制所述衬底支撑件的移动的衬底定位系统来控制所述衬底的衬底定位系统，来控制衬底W的这种移动W。衬底支撑件位置传感器（例如干涉仪）测量衬底支撑件的位置（未示出）。在实施例中，一个或更多个（对准）标记设置在衬底支撑件上。对设置在衬底支撑件上的标记的位置的测量允许校准由位置传感器确定的衬底支撑件的位置（例如，相对于对准系统连接至的框架）。对设置在衬底上的对准标记的位置的测量允许确定衬底相对于衬底支撑件的位置。

上文提及的量测工具MT（诸如散射仪、形貌测量系统或位置测量系统）可以使用源自辐射源的辐射来执行测量。由量测工具使用的辐射的性质可能影响可以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衬底可能是有利的，例如可以使用宽带辐射。多个不同频率可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、辐照和散射开量测目标。因此，可以例如使用不同频率来同时获得更多测量数据。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。宽带辐射可以适用于诸如水平传感器、对准标记测量系统、散射测量工具或检查工具的量测系统MT中。宽带辐射源可以是超连续谱源。

例如超连续谱辐射的高质量宽带辐射可能难以生成。一种用于生成宽带辐射的方法可以是例如利用非线性高阶效应来增宽高功率窄带或单频输入辐射或泵浦辐射。输入辐射（其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。为了获得用于增宽效应的高功率辐射，辐射可以限制至小区域中使得实现强局部化的高强度辐射。在那些区域中，辐射可以与增宽结构和/或形成非线性介质的材料相互作用于便产生宽带输出辐射。在高强度辐射区域中，不同材料和/或结构可以用于通过提供合适的非线性介质来实现和/或改善辐射增宽。

在一些实施中，在光子晶体光纤（PCF）中产生宽带输出辐射。在若干实施例中，这样的光子晶体光纤在其光纤芯部周围具有微结构，有助于限制经由光纤芯部中的光纤行进的辐射。光纤芯部可以由具有非线性性质且当高强度泵浦辐射透射通过光纤芯部时能够生成宽带辐射的固体材料制成。虽然在实心芯部光子晶体光纤中生成宽带辐射是可行的，但使用固体材料可以存在几个缺点。例如，如果在实心芯部中产生UV辐射，则这种辐射可能不存在于光纤的输出光谱中，这是因为所述辐射由大多数固体材料吸收且引起永久性损坏。

在一些实施中，如下文参考图8进一步论述，用于增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输入辐射增宽以输出宽带辐射的光纤。所述光纤可以是中空芯部光纤，并且可以包括用于实现光纤中的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），其尤其适于主要在光纤的中空芯部内部进行强辐射限制，从而实现高辐射强度。光纤的中空芯部可以被气体填充，所述气体用作用于增宽输入辐射的增宽介质。这种光纤和气体布置可以用于生成超连续谱辐射源。输入至光纤的辐射可以是电磁辐射，例如在红外、可见光、UV和极UV光谱中的一个或更多个中的辐射。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。光纤为中空芯部光子晶体光纤（HC-PCF）。具体地，所述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已知为反谐振光纤、管状光纤、单环光纤、负曲率光纤或抑制耦合光纤。这样的光纤的各种不同设计在本领域中已知。替代地，光纤可以是光子带隙光纤（HC-PBF，例如Kagome光纤）。

可以设计多种类型的HC-PCF，各自基于不同的物理引导机制。这样的两种HC-PCF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）。设计和制造HC-PCF的细节可以在以引用方式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。图9（a）示出包括Kagome晶格结构的Kagome光纤。

现参考图7描述用于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中公开与图7的光纤的实际示例类似的其它实施例。

光纤OF包括细长本体，光纤OF在一个维度上与光纤OF的其它两个维度相比更长。这种更长维度可以被称为轴向方向，并且可以限定光纤OF的轴线。两个其它维度限定可以被称为横向平面的平面。图7示出光纤OF在被标记为x-y平面的这种横向平面（即，垂直于轴线）中的横截面。光纤OF的横向横截面可以是沿光纤轴线大致恒定的。

应了解，光纤OF具有一定程度的可挠性，因此，通常，轴线的方向沿光纤OF的长度将不均一。诸如光轴、横向横截面等等的术语应理解为意指局部光轴、局部横向横截面等。此外，在部件被描述为成圆柱形或管状的情况下，这些术语将理解为涵盖当光纤OF弯曲时可能已变形的这样的形状。

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1 cm与10 m之间的长度，例如，光纤OF可以具有10 cm与100 cm之间的长度。

光纤OF包括：中空芯部HC；包围中空芯部HC的包覆部分；和包围且支撑包覆部分的支撑部分SP。可以将光纤OF视为包括具有中空芯部HC的本体（包括包覆部分和支撑部分SP）。包覆部分包括用于引导辐射穿过中空芯部HC的多个反谐振元件。具体地，多个反谐振元件被布置成限制主要在中空芯部HC内部传播通过光纤OF的辐射，并且被布置成沿光纤OF引导辐射。光纤OF的中空芯部HC可以大致设置在光纤OF的中心区中，使得光纤OF的轴线也可以限定光纤OF的中空芯部HC的轴线。

所述包覆部分包括用于引导辐射传播通过光纤OF的多个反谐振元件。具体地，在这种实施例中，包覆部分包括六个管状毛细管CAP的单个环。所述管状毛细管CAP中的每个用作反谐振元件。应了解，这些反谐振元件可以呈不同横截面，例如椭圆形横截面或嵌套式圆形横截面，其中，较小直径的圆管位于较大直径的圆管中。

毛细管CAP也可以称作管。毛细管CAP的横截面可以是圆形，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至少部分地限定光纤OF的中空芯部HC且将中空芯部HC与毛细管腔CC分离。应了解，壁部分WP可以用作用于辐射的抗反射法布里-珀罗（Fabry-Perot）谐振器，所述辐射传播通过中空芯部HC（并且所述辐射可以掠入射角入射到壁部分WP上）。壁部分WP的厚度可以是合适的，以便确保大致增强返回中空芯部HC的反射，同时大致抑制进入毛细管腔CC的透射。在一些实施例中，毛细管壁部分WP可以具有介于0.01 µm至10.0 µm之间的厚度。

应了解，如本文中所使用的，术语“包覆部分”旨在意指光纤OF的用于引导传播通过光纤OF的辐射的部分（即，将所述辐射限制于中空芯部HC内的毛细管CAP）。辐射可以被限制为沿光纤轴线传播的横向模态的形式。

支撑部分大致为管状的且支撑包覆部分的六个毛细管CAP。六个毛细管CAP均匀分布在内支撑部分SP的内表面周围。六个毛细管CAP可以描述为以大致六边形的形式设置。

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。毛细管CAP中的每个与内支撑部分SP接触，并且与环形结构中的相邻毛细管CAP间隔开。这种布置由于可以增加光纤OF的透射带宽（相对于例如毛细管彼此接触的布置）而可以是有益的。替代地，在一些实施例中，毛细管CAP中的每个可以与环形结构中的相邻毛细管CAP接触。

包覆部分的六个毛细管CAP以环结构设置在中空芯部HC周围。毛细管CAP的环结构的内表面至少部分地限定光纤OF的中空芯部HC。中空芯部HC的直径d（其可以定义为相对毛细管之间的最小尺寸，由箭头d指示）可以介于10 µm与1000 µm之间。中空芯部HC的直径d可能影响中空芯部HC光纤OF的模场直径、冲击损失、色散、模态多元性即模复数和非线性性质。

在这种实施例中，包覆部分包括毛细管CAP（其用作反谐振元件）的单个环布置。因此，从中空芯部HC的中心至光纤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。

应了解，其它实施例可以设置有反谐振元件的不同布置。这些布置可以包括具有反谐振元件的多个环的布置和具有嵌套式反谐振元件的布置。图9（a）示出具有毛细管CAP的三个环的HC-PCF的实施例，所述环沿径向方向叠层于彼此之上。在这种实施例中，每个毛细管CAP在同一环中和在不同环中均与其它毛细管接触。此外，虽然图7中示出的实施例包括六个毛细管的环，但在其它实施例中，包括任何数目个反谐振元件（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设置在包覆部分中。

图9（b）示出上文所论述的具有管状毛细管的单个环的HC-PCF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HC-PCF中。支撑管可以由二氧化硅制成。

图7以及图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，如椭圆形或多边形横截面。另外，图7以及图9（a）和图9（b）的示例的管状毛细管的固体材料可以包括塑性材料（如PMA）、玻璃（如二氧化硅或软玻璃）。

图8描绘用于提供宽带输出辐射的已知辐射源RDS。辐射源RDS可以包括脉冲泵浦辐射源PRS、连续波源或能够产生具有期望的长度和能量水平的短脉冲的任何类型的源；具有中空芯部HC的光纤OF（例如，属于图7中示出的类型）；和设置在中空芯部HC内的工作介质WM（例如，气体）。虽然在图8中，辐射源RDS包括图7中示出的光纤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。

脉冲泵浦辐射源PRS被配置成提供输入辐射IRD。光纤OF的中空芯部HC被布置成接收来自脉冲泵浦辐射源PRS的输入辐射IRD，并且增宽输入辐射IRD以提供输出辐射ORD。工作介质WM使得能够增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还包括贮存器RSV。光纤OF设置在贮存器RSV内部。贮存器RSV也可以被称为壳体、容器或气室。贮存器RSV被配置成包括工作介质WM。贮存器RSV可以包括本领域中已知的用于控制、调节和/或监测贮存器RSV内部的工作介质WM（其可以是气体或液体）的组成的一个或更多个特征。贮存器RSV可以包括第一透明窗口TW1。在使用中，光纤OF设置在贮存器RSV内部，以使得第一透明窗口TW1接近于光纤OF的输入端IE定位。第一透明窗口TW1可以形成贮存器RSV的壁的部分。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，以使得所接收的输入辐射IRD（或至少其较大部分）可以耦合至位于贮存器RSV内部的光纤OF中。应了解，可以提供用于将输入辐射IRD耦合至光纤OF中的光学器件（未示出）。

贮存器RSV包括形成贮存器RSV的壁的部分的第二透明窗口TW2。在使用中，当光纤OF设置在贮存器RSV内部时，第二透明窗口TW2接近于光纤OF的输出端OE定位。第二透明窗口TW2至少对于设备120的宽带输出辐射ORD的频率可以是透明的。

替代地，在另一实施例中，光纤OF的两个相反端可以放置在不同贮存器内部。光纤OF可以包括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。第一端部区段可以放置在包括工作介质WM的第一贮存器内部。第二端部区段可以放置在第二贮存器内部，其中，第二贮存器也可以包括工作介质WM。贮存器的功能可以如上文关于图8所描述的。第一贮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为透明的。第二贮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为透明的。第一贮存器和第二贮存器也可以包括可密封开口，以允许光纤OF部分地放置在贮存器内部且部分地放置在贮存器外部，使得气体可以密封在贮存器内部。光纤OF还可以包括并未包含在贮存器内部的中间区段。使用两个分开的气体贮存器的这种布置对于光纤OF相对较长（例如，当长度超过1 m时）的实施例可能特别便利。应了解，对于使用两个分开的气体贮存器的这样的布置，可以将两个贮存器（其可以包括本领域中已知的用于控制、调节和/或监测两个贮存器内部的气体的组成的一个或更多个特征）视为提供用于提供光纤OF的中空芯部HC内的工作介质WM的设备。

在这种情境下，如果在窗口上某一频率的入射辐射的至少50%、75%、85%、90%、95%或99%透射通过窗口，则窗口对于所述频率可以是透明的。

第一透明窗口TW1和第二透明窗口TW2两者可以在贮存器RSV的壁内形成气密密封，以使得可以在贮存器RSV内包括工作介质WM（其可以是气体）。应了解，气体WM可以不同于贮存器RSV的环境压力的压力包含在贮存器RSV内。

工作介质WM可以包括：稀有气体，诸如氩气、氪气和氙气；拉曼（Raman）活性气体，诸如氢气、氘气和氮气；气体混合物，诸如氩气/氢气混合物、氙气/氘气混合物、氪气/氮气混合物；分子气体的混合物，例如氮气/氢气混合物；原子气体的混合物，例如氩气/氦气、氪气/氦气、氙气/氦气；或三元气体混合物，例如氩气/氦气/氢气，或氪气/氦气/氢气。依赖于RSV的热力学条件，例如填充气体的类型、其压力和温度，以及依赖于激光条件，例如脉冲持续时间、能量和波长，非线性光学过程可以包括调制不稳定性（MI）、光孤子自压缩、光孤子拆分、克尔（Kerr）效应、拉曼效应和色散波产生（DWG），以上每个的细节在WO2018/127266A1和US9160137B1（两者由此以引用的方式并入）中描述。由于可以调谐前述参数，因此可以调整所产生的宽带脉冲动态以及相关联的光谱增宽特性以便优化频率转换。例如，可以通过使贮存器RSV中的工作介质WM压力（即，气室压力）变化来调谐作为限定激光脉冲与WM的相互作用范围的关键要素的充气中空芯部光纤的色散。

在一个实施中，工作介质WM可以至少在接收到用于产生宽带输出辐射ORD的输入辐射IRD期间设置在中空芯部HC内。应了解，当光纤OF没有接收用于产生宽带输出辐射的输入辐射IRD时，气体WM可以全部或部分地不存在于中空芯部HC中。

为了实现频率增宽，可能期望高强度辐射。具有中空芯部HC光纤OF的优势为其可以由传播通过光纤OF的辐射的强空间限制来实现高强度辐射，从而实现高局部化辐射强度。光纤OF内部的辐射强度可以例如归因于高接收输入辐射强度和/或归因于光纤OF内部的辐射的强空间限制而较高。中空芯部光纤的优势在于其相比于比实心芯部光纤可以引导具有更宽波长范围的辐射，并且具体地，中空芯部光纤可以引导熔融硅石（用于光纤中的典型玻璃）正吸收的光谱区中的紫外和红外范围中的辐射。

使用中空芯部HC光纤OF的优势可以是在光纤OF内部引导的大部分辐射被限制在中空芯部HC中。因此，光纤OF内部的辐射的相互作用的大部分是与工作介质WM进行，所述工作介质WM被设置在光纤OF的中空芯部HC内部。结果，可以增大工作介质WM对辐射的增宽效应。

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

输入辐射IRD可以是在时间上和/或在空间上相干的辐射。输入辐射IRD可以是准直辐射，其优势可以是促进且提高将输入辐射IRD耦合至光纤OF中的效率。输入辐射IRD可以包括单个频率或窄频率范围。输入辐射IRD可以由激光产生。类似地，输出辐射ORD可以被准直和/或可以在时间上和/或在空间上为相关的。

输出辐射ORD的宽带范围可以是连续范围，包括辐射频率的连续范围。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个应用中使用，例如在量测应用中使用。例如，连续频率范围可以用于询问大量性质。连续频率范围可以例如用于确定和/或消除所测量的性质的频率依赖性和/或使得能够利用光谱滤波装置在不同频率当中快速选择和/或切换。超连续谱输出辐射ORD可以包括例如在100 nm至4000 nm的波长范围内的电磁辐射。宽带输出辐射ORD频率范围可以是例如400 nm至900 nm、500 nm至900 nm或200 nm至2000 nm。超连续谱输出辐射ORD可以包括白光。

由脉冲泵浦辐射源PRS（或其它输入辐射源）提供的输入辐射IRD可以是脉冲式的。输入辐射IRD可以包括在200 nm与3 µm之间的一个或更多个频率的电磁辐射。输入辐射IRD可以例如包括具有1.03 µm的波长的电磁辐射。脉冲辐射IRD的重复率可以具有1 kHz至100MHz的数量级。脉冲能量可以具有1 nJ至100 µJ（例如1 µJ至10 µJ）的数量级。输入辐射IRD的脉冲持续时间可以在1 fs与10 ps之间，例如300 fs。输入辐射IRD的平均功率可以在100mW至数100 W之间。输入辐射IRD的平均功率可以例如为20至50 W。

脉冲泵浦辐射源PRS可以是激光器。可以由（泵浦）激光参数、工作组件WM变化和光纤OF参数的调整来改变且调谐沿光纤OF透射的这种激光脉冲的时空透射特性（例如，其光谱振幅和相位）。所述空间时间透射特性可以包括以下各项中的一个或更多个：输出功率、输出模式轮廓、输出时间轮廓、输出时间轮廓的宽度（或输出脉冲宽度）、输出光谱轮廓和输出光谱轮廓的带宽（或输出光谱带宽）。所述输入辐射源IRS参数可以包括以下各项中的一个或更多个：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个或更多个：光纤长度、中空芯部HC的大小和形状、毛细管的大小和形状、包围中空芯部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个或更多个：气体类型、气压和气体温度，或在WM为不同气体的混合物的情况下的气体组成物和/或分压。

由辐射源RDS提供的宽带输出辐射ORD可以具有至少100 mW的平均输出功率。平均输出功率可以是至少1 W。平均输出功率可以是至少5 W。平均输出功率可以是至少10 W。宽带输出辐射ORD可以是脉冲式宽带输出辐射ORD。宽带输出辐射ORD可以是连续波CW宽带输出辐射ORD。宽带输出辐射ORD可以具有至少0.01 mW/nm的输出辐射的整个波长带中的功率谱密度。宽带输出辐射的整个波长带中的功率谱密度可以是至少3 mW/nm。

如上文所描述的，存在涉及产生宽带输出辐射ORD（例如，超连续谱或白光）的许多非线性光学过程。哪些非线性光学过程相比于其它过程具有更明显的光谱增宽效应将取决于如何设置操作参数。例如，通过选择泵浦波长和/或光纤OF以使得泵浦脉冲在正常色散区（正群速色散（GVD））中传播通过所述光纤，则自相位调制是主导非线性光学过程且负责所述泵浦脉冲的光谱扩展。然而，在大多数情况下，由脉冲泵浦辐射源PRS所提供的输入辐射IRD的光谱增宽由需要泵浦脉冲在异常色散区（负GVD）中的光纤OF中传播的光孤子动力学驱动。这是因为在异常色散区中，克尔非线性和色散的效应彼此相反地起作用，使得所述脉冲保持和/或增强其峰值强度。当被发射至具有异常色散的光纤OF（例如，HC-PCF）中的泵浦脉冲的脉冲参数并没有精确地匹配光孤子的脉冲参数时，所述泵浦脉冲将以某一光孤子阶数和色散波演化成光孤子脉冲。

众所周知，光孤子自压缩和调制不稳定性是用于光孤子驱动宽带辐射生成中的光谱增宽的两个主要机制。两个机制之间的区别在于：光孤子自压缩过程是与低光孤子阶数相关联，而调制不稳定性过程是与高光孤子阶数相关联。脉冲式输入辐射IRD的光孤子阶数N是可以被用于区分根据其通过调制不稳定性来主导光谱增宽的条件与根据其通过光孤子自压缩来主导光谱增宽的条件的便利参数。所述脉冲式输入辐射IRD的光孤子阶数N给出如下：

（1）

其中γ是非线性相位（或非线性参数）；P_p是脉冲式输入辐射IRD的泵浦峰值功率；τ是脉冲式输入辐射IRD的泵浦脉冲持续时间；并且β₂是非线性元件（例如，光纤和工作介质WM）的群速色散。

当时，光谱增宽通常由调制不稳定性主导，而当时，光谱增宽通常 由光孤子自压缩主导。

一些已知宽带辐射源使用以下布置，其产生脉冲泵浦辐射的光谱增宽但其中脉冲泵浦辐射、光纤和工作介质的参数被配置成允许调制不稳定性产生光谱增宽。存在为何调制不稳定性被用于产生所述光谱增宽的多种原因。首先，已知调制不稳定性产生具有相对平坦强度波长分布的宽带辐射，其限制条件为足够数目个脉冲被平均化。这种宽带辐射源可以被称为白光辐射源（由于相对平坦光谱强度分布）。其次，可以使用相对低成本激光源作为泵浦辐射源来实现调制不稳定性。

另一方面，在光孤子自压缩的体系中，输入泵浦脉冲在时域中经历压缩，这伴随着光谱的宽度的增大。在光孤子自压缩后，经压缩的脉冲经历光孤子拆分，其中，所述脉冲拆分成多个光孤子。这种光孤子拆分引起所述辐射脉冲的时间增宽和光谱的移位。

为了总结以上内容，例如，图8的所述辐射源背后的原理，则用于超连续谱（SC）生成的本技术取决于驱动激光辐射与非线性元件的相互作用，以便增加所述光谱带宽。在这样的情境下，所述激光辐射的峰值强度足够高，使得其经受多个光学非线性效应，由此增宽其光谱。通常，所述激光脉冲的波长被选择使得其属于非线性元件的正常或异常色散范围。在前一情况下，增宽由自相位调制（SPM）控管，而在后一情况下，光谱增宽由光孤子动力学控管。替代地，所述非线性元件可以被设计成提供纯正常色散，诸如全正常色散（ANDi）光纤。在这样的情况下，增宽由SPM和光学波破碎（optical wave breaking）控管。

本方法可以产生非常不均匀的功率频谱密度（PSD）。例如，来自所述泵浦激光的PSD可能会下降两至三个数量级。这是从所述驱动激光脉冲至所关注的超连续谱区（其可以是例如100 nm至1200 nm、300 nm至1000 nm或400 nm至900 nm）的低转换效率的指示。基于调制不稳定性（MI）的系统也这样，其为基于高阶光孤子的超连续谱生成动力学和从噪声开始的增宽过程的随机性质的结果。

已知使用多色泵浦来用于扩展所述超连续谱光谱和/或增加其在所述超连续谱的短波长边缘处的PSD。典型布置可以包括利用泵浦激光基波及其（例如，二阶）谐波来泵浦所述非线性元件。然而，这种方法存在缺点。例如，所述泵浦激光的基频与其二阶谐波之间的光谱存在很大的间隙，其中，没有向所述非线性元件提供大致强辐射。此外，基波及其谐波处于所述非线性介质的不同色散范围中。这使得正常色散中的激光辐射随时间快速地增宽，从而失去其峰值强度，继而导致光谱增宽减少。另外，可能需要若干激光系统或谐波生成级来实施这种方法。如此，对于高功率应用，高功率激光系统的谐波产生极具挑战性且在技术上是昂贵的。

在单频或多色产生中，超连续谱是激光脉冲（或多个激光脉冲）与仅单个非线性元件级的相互作用的结果。因此，光谱扩展限于仅一个非线性元件的相互作用范围，并且受其非线性性质和传播动力学的限制。例如，由对于色散波的相位匹配条件经由气压、芯部直径等来确定光孤子自压缩（SSC）中的光谱形状。在这样的增宽阶段之后，PSD将保持如由非线性相互作用所提供的状态。

所述非线性介质是利用激光脉冲而被泵浦以实现足够高的峰值强度，以便启动非线性光学过程，诸如SSC或MI。然而，超连续谱生成和非线性光学介质的最新进展使得能够产生具有高峰值强度的超连续谱，这也可以足以在后续非线性元件/介质中启动非线性光学过程。例如，可以经由MI或SSC过程在充气中空芯部光纤（例如，HC-PCF）中来产生高能量、高峰值强度超连续谱。

如此，提出了通过使用超连续谱而不是激光脉冲来泵浦非线性介质/元件以生成宽带辐射。所述超连续谱应足够强和/或足够宽，以在光学非线性介质中驱动进一步非线性光学现象。在本公开的情境内，超连续谱包括辐射（例如，源自激光器），其随后经由非线性介质（或在非线性介质内）经历至少一个光谱增宽步骤。所需的强度水平可能与后续非线性元件级的光学非线性和光学损坏有关。

所提出的辐射源包括两个或更多个连续超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件，并且其中被包括在第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的损坏容许度大于被包括在第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的损坏容许度，并且其中所述第二超连续谱生成级紧接在所述第一超连续谱生成级之后。

所述第一超连续谱生成级可以被布置成生成第一超连续谱，并且将所述第一超连续谱提供至所述第二超连续谱生成级以生成第二超连续谱。所述第二超连续谱生成级可以是最终超连续谱生成级，并且所述第二超连续谱用作输出宽带辐射。替代地，在所述第二超连续谱生成级不是最终超连续谱生成级的情况下，所述第二超连续谱可以被提供至紧接着的超连续谱生成级。如此，在最终超连续谱生成级之前的每个接续的超连续谱生成级可以针对下一超连续谱生成级生成超连续谱。

所述辐射源可以包括被布置成向所述第一超连续谱生成级提供激光辐射以便生成所述第一超连续谱的辐射源。

在实施例中，在存在多于两个连续超连续谱生成级的情况下，每个接续的超连续谱生成级可以具有低于其前一超连续谱生成级的损坏容许度（即，所述级可以按照它们的损坏容许度的次序来布置：从较高容许度至较低容许度）。然而，在其它实施例中，所述第二超连续谱生成级可以具有低于第一超连续谱生成级的损坏容许度，而在第二级之后的连续超连续谱生成级可以具有任一损坏容许度；例如，对于第二级之后的连续超连续谱生成级，损坏容许度可以保持恒定或变得更大。

可以根据损坏阈值针对被包括在每个超连续谱生成级内的每个相应的非线性生成元件来评估损坏容许度。

也披露一种辐射源，其中，被包括在第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的光学非线性低于被包括在第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的光学非线性。

在实施例中，可以存在在至少所述第一超连续谱生成级与所述第二超连续谱生成级之间的自由空间耦合。在实施例中，可以存在在每对所述两个或更多个连续超连续谱生成级之间的自由空间耦合。

在实施例中，所述第一非线性生成元件可以包括中空芯部光纤（例如，HC-PCF）。替代地或另外，所述第二非线性生成元件可以包括固体非线性产生介质。所述固体非线性产生介质可以包括实心芯部光纤（例如，SC-PCF），或（合成）晶体（例如，BBO晶体或PPLN晶体）。

在本公开的情境下，所述非线性生成元件可以包括非线性产生介质（例如，其中，所述非线性产生介质为固体元件），或非线性生成元件可以包括用于限制非线性产生介质的元件（例如，其中，非线性产生介质是气体，例如，所述非线性生成元件可以是中空芯部光纤）。可以了解，在任一情况下，任一非线性产生介质也可以是液体。

图10示意性地图示根据一般实施例的构思。驱动激光器DL产生驱动辐射DR，所述驱动辐射由第一超连续谱生成级SCGS1接收。所述第一超连续谱生成级包括具有第一损坏阈值的第一非线性生成元件。所述第一超连续谱生成级生成第一超连续谱SC₁，其由下一相继的超连续谱生成级或第二超连续谱生成级接收，第二超连续谱生成级包括具有小于第一损坏阈值的第二损坏阈值的第二非线性生成元件。所述第二超连续谱生成级可以是最终超连续谱生成级SCGSn（即，n=2），使得从这种超连续谱生成级输出的超连续谱包括宽带输出辐射SC_out。替代地，在第一超连续谱生成级SCG1与最终超连续谱生成级SCGSn之间可以存在任何数量的中间超连续谱生成级（即，n＞2），每一个中间超连续谱生成级从紧接的前一超连续谱生成级接收超连续谱且产生用于紧接着的超连续谱生成级的超连续谱，倒数第二级产生用于泵浦最终超连续谱生成级的超连续谱SC_n-1。对于在第二超连续谱生成级之后的每个接续的超连续谱生成级（即，从辐射源的输入至输出），每个超连续谱生成级的非线性生成元件的损坏阈值也可以减小（或至少不增加）。

如此，相对于相关级的光学非线性，（至少在最终级之前）所生成的每个超连续谱足够强烈，以在下一超连续谱生成级中驱动进一步非线性光学现象，例如，混频和光谱增宽，从而在每个接续的超连续谱生成级的输出处产生新的增强的超连续谱辐射。在这样的情境下，增强可以描述具有改善的PSD平整度（例如，更平坦的PSD）和增加的光谱覆盖范围，尤其在所关注的超连续谱区中，和/或改善的PSD值。

现将描述所提出的宽带辐射源的多个特定示例，其各自为图10中所描绘的宽带辐射源的实施例。

图11示出一种布置，其中，（至少）所述第一超连续谱生成级包括充气中空芯部光纤HCF（例如，HC-PCF）。这种中空芯部光纤HCF可以经由MI和/或SSC从驱动辐射DR（例如，由驱动激光器DL发射）生成超连续谱。在MI的情况下，所生成的第一超连续谱辐射SC₁具有由清晰（例如，约10飞秒）时间结构组成的精细时间结构。超连续谱辐射SC₁可以由包括实心芯部光纤SCF（或其它固体非线性介质）（诸如SC-PCF）的下一超连续谱生成级接收。实心芯部光纤SCF可以针对另一超连续谱生成级生成输出超连续谱SC_out（如所描绘的）或另一超连续谱（如前所述，可以存在任何数量的这样的级）。由于充气中空芯部光纤的损坏阈值高于实心芯部PCF，因此超连续谱SC₁的尖峰的峰值强度足够高，足以在第二非线性元件（诸如实心芯部PCF）中驱动非线性增宽。

在实施例中，所述第一超连续谱辐射SC₁可以经由自由空间光学器件而被耦合至实心芯部光纤SCF中。替代地，所述中空芯部光纤HCF可以被拼接至实心芯部光纤SCF，使自由空间光学器件冗余。

在另一实施例中，基于MI或SSC的超连续谱可以在另一气体中驱动进一步非线性效应。以下级受益于基于MI的超连续谱的精细时间结构，或SSC超连续谱的短脉冲，以便驱动进一步的非线性过程。

已观测到，色散波与第一超连续谱辐射SC₁的SPM增宽的光谱之间存在较大的PSD下降。这可以导致输出辐射SC_out不适合的一些量测应用。为了解决这种问题，提出将中空芯部光纤HCF内的气体（非线性介质）的压力降低至低于100巴。这种步骤是可选的，并且将色散波转变为较短波长。所述第一超连续谱辐射接着被耦合至实心芯部光纤SCF中。在这样的情况下，超连续谱SC₁的光谱包括实心芯部光纤的正常和异常色散范围，但这不是必要条件。随着脉冲沿实心芯部光纤传播，色散波发生红移，从而填充PSD下降。另外，SPM增宽的泵浦的剩余部分经过四波混频（FWM），并且在短波长侧和长波长侧上将其能量转换为其它波长，从而进一步使光谱平滑。这些组合效应会改善输出辐射SC_out的PSD。

图12和图13各自图示一种布置，其中，经由成丝在透明固体或成丝元件FE中生成所述第一超连续谱SC₁。经由成丝在实心芯部中生成超连续谱是一种以低成本制造紧凑型、免对准、鲁棒的即稳固的固态宽带光源的良好方式。如已描述的，期望改善光谱平整度，并且增加输出超连续谱SC_out的光谱覆盖范围。用于成丝元件FE的所提出的块状介质（例如，第一非线性介质）（例如，蓝宝石、熔融硅石或诸如KGW或YAG的激光晶体）的损坏阈值相当高，例如，对于飞秒脉冲，高达J/cm²的通量水平。如此，这些介质可以被用于（至少）所述第一超连续谱生成级，接着用于一个或更多个额外的超连续谱生成级，所述一个或更多个额外的超连续谱生成级包括具有较低损坏阈值的相应的非线性元件。例如，这些非线性元件可以包括实心芯部光纤SCF（如图12中描绘的）或混频级FMS（如图13中描绘的）中的一个或更多个，以便增加超连续谱的带宽且使其PSD平滑。

混频级FMS可以包括合成晶体，诸如周期性极化的铌酸锂（PPLN）。所述混频级可以支持宽带相位匹配。例如，这可以经由准相位匹配的宽带二阶谐波产生来实现。也可以使用用于宽带相位匹配的其它技术，诸如成角度色散超连续谱。

图14图示另一实施例，其中，超连续谱生成经由一系列两个或更多个（例如，实心 芯部）光纤中的逐级增宽来进行，所述光纤具有芯部直径，其对于每个连续级减小。在所示 出的特定示例中，提供三个这样的级，其包括具有第一直径的第一实心芯部光纤SCF1、具有 小于第一直径的第二直径的第二实心芯部光纤SCF2、和具有小于第二直径的第三直径的第 三实心芯部光纤SCF3。由于具有芯部直径的光纤中的激光诱导的损坏阈值（LIDT）随着 而缩放，即，因此所述损坏阈值针对每个连续非线性元件或实心芯部光纤SCF1、 SCF2、SCF3减小。这种布置使得能够利用由具有不同芯部直径的不同光纤所提供的各种色 散分布。可选地，构成实心芯部光纤的材料对于光纤中的一个或更多个可以不同，因此也利 用由不同芯材料提供的各种色散分布。

不同光纤之间的耦合可以均经由自由空间光学器件进行，可以均被拼接或接合，或两者的组合（即，第一对SCF1、SCF2被自由空间耦合，并且第二对SCF2、SCF3被拼接或反之亦然）。当被拼接时，转接器或适配器可以被设置在光纤之间，以用于模式填充每个连续光纤的直径。

图15示出另一实施例，其中，在所述第一超连续谱级SCGS1之后的至少一个超连续谱生成级包括诸如硼酸钡（BBO）晶体BBO之类的晶体作为非线性介质。例如，BBO晶体可以在I型相位匹配下包括切割角度θ_c=22°。这种BBO晶体增强了可见光频率范围内的输出宽带辐射特性。值得注意的，以这种方式使用单个BBO晶体，则输出宽带辐射的IR区的较大部分可以被转换为可见光。在这种实施例中，第一超连续谱级SCGS1可以包括例如中空芯部光纤（例如，HC-PCF）。

可以了解，图11至图15示出在本文中的公开内容和图10的总体布置的情境下可能的非详尽数量的不同布置。其它布置在本公开的范围内是可能的。

在实施例中，反馈环路可以被配置成基于每个超连续谱级的性能指标(例如所测量的PSD)来控制（例如，调整）所述输入辐射（例如，在功率方面）；例如，可以进行这种操作以防止光学损坏。

图16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1600的框图。计算机系统1600包括用于通信信息的总线1602或其它通信机构和与总线1602耦接以用于处理信息的处理器1604（或多个处理器1604和1605）。计算机系统1600也包括耦接至总线1602以用于储存将要由处理器1604执行的信息和指令的主存储器1606，诸如，随机存取存储器（RAM）或其它动态存储。主存储器1606也可以用于在将要由处理器1604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1600还包括耦接至总线1602以用于储存用于处理器1604的静态信息和指令的只读存储器（ROM）1608或其它静态储存装置。提供诸如磁盘或光盘的储存装置1610，并且储存装置1610耦接至总线1602以用于储存信息和指令。

计算机系统1600可以由总线1602耦接至用于向计算机用户显示信息的显示器1612，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1614耦接至总线1602以用于将信息和命令选择通信至处理器1604。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1604且用于控制显示器1612上的光标移动的光标控制件1616，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线，即第一轴线（例如，x）和第二轴线（例如，y）上的两个自由度，从而允许所述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。

本文中所描述的方法中的一个或更多个可以由计算机系统1600响应于处理器1604执行主存储器1606中所包括的一个或更多个指令的一个或更多个序列来执行。这样的指令可以从另一计算机可读介质，诸如储存装置1610读取至主存储器1606中。主存储器1606中所包括的指令序列的执行促使处理器1604执行本文中所描述的过程步骤。也可以使用多处理布置的一个或更多个处理器执行被包括在主存储器1606中的指令序列。在替代实施例中，可以代替或结合软件指令来使用硬布线电路系统。因此，本文中的描述不限于硬件电路系统和软件的任何特定组合。

本文中所使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供至处理器1604以供执行的任何介质。这种介质可以采取许多形式，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1610。易失性介质包括易失存储器，诸如主存储器1606。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线1602的电线。传输介质也可以采用声波或光波的形式，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实体介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣、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1604以供执行时涉及各种形式的计算机可读介质。例如，初始地可以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易失存储器内，并且使用调制解调器经由电话线发送指令。在计算机系统1600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将数据转换成红外信号。耦接至总线1602的红外检测器可以接收红外信号中承载的数据且将所述数据放置在总线1602上。总线1602将数据承载至主存储器1606，处理器1604从主存储器1606获取且执行指令。由主存储器1606接收的指令可以可选地在由处理器1604执行之前或之后储存在储存装置1610上。

计算机系统1600也优选地包括耦接至总线1602的通信接口1618。通信接口1618提供与网络链路1620的双向数据通信耦合，所述网络链路1620连接至局域网1622。例如，通信接口1618可以是综合业务数字网（ISDN）卡或调制解调器以提供与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1618可以是提供与兼容LAN的数据通信连接的局域网（LAN）卡。也可以实施无线链路。在任何这种实施中，通信接口1618发送且接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。

网络链路1620通常通过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1620可以通过局域网1622提供与主计算机1624或与由因特网服务提供商（ISP）1626操作的数据设备的连接。ISP 1626又通过全球封包数据通信网络，现在通常称为“因特网”1628提供数据通信服务。局域网1622和因特网1628都使用承载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。通过各种网络的信号和在网络链路1620上且通过通信接口1618的信号为输送信息的示例性形式的载波，其中，所述信号将数字数据承载至计算机系统1600且从计算机系统1600承载数字数据。

计算机系统1600可以由网络、网络链路1620和通信接口1618发送消息并接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器1630可以由因特网1628、ISP 1626、局域网1622和通信接口1618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。所接收的代码可以在其被接收时由处理器1604执行，和/或储存在储存装置1610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1600可以获得呈载波形式的应用代码。

本发明的另外的实施例在以下经编号的方面的列表中列出：

1.一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件；

其中所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后；并且

其中被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的损坏容许度大于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的损坏容许度。

2.根据方面1所述的宽带辐射源，其中，所述第一超连续谱生成级被布置成生成第一超连续谱，并且将所述第一超连续谱提供至所述第二超连续谱生成级，以便生成第二超连续谱。

3.根据方面2所述的宽带辐射源，还包括激光辐射源，所述激光辐射源被布置成向所述第一超连续谱生成级提供激光辐射，以便生成所述第一超连续谱。

4.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，其中，所述第二超连续谱生成级为最终超连续谱生成级，使得所述输出宽带辐射包括所述第二超连续谱。

5.根据方面1、2或3所述的宽带辐射源，包括一个或更多个其它超连续谱生成级，其中，所述第二超连续谱被提供至所述一个或更多个其它超连续谱生成级中的下一相继的超连续谱生成级，使得在最终超连续谱生成级之前的每个接续的超连续谱生成级生成用于所述串联中的下一超连续谱生成级的超连续谱，所述输出宽带辐射包括来自所述最终超连续谱生成级的超连续谱。

6.根据方面5所述的宽带辐射源，其中，在所述第二超连续谱生成级之后的每个接续的超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件，所述相应的非线性生成元件的损坏容许度低于或等于紧接的前一超连续谱生成级的所述非线性生成元件的损坏容许度。

7.根据方面5所述的宽带辐射源，其中，每个接续的超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件，所述相应的非线性生成元件的损坏容许度低于所述紧接的前一超连续谱生成级的所述非线性生成元件的损坏容许度。

8.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，包括在至少所述第一超连续谱生成级与所述第二超连续谱生成级之间的自由空间耦合。

9.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，包括在所有所述多个超连续谱生成级之间的自由空间耦合。

10.根据方面1至8中的任一项所述的宽带辐射源，包括在所有所述多个超连续谱生成级之间的基于光纤的耦合。

11.根据方面1至8中的任一项所述的宽带辐射源，其中，所述第一非线性元件和第二非线性元件被拼接在一起。

12.根据方面11所述的宽带辐射源，其中，所有所述相应的非线性生成元件被拼接在一起。

13.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，其中，至少所述第一非线性生成元件包括中空芯部光纤。

14.根据方面13所述的宽带辐射源，其中，所述中空芯部光纤包括中空芯部光子晶体光纤。

15.根据方面1至12中的任一项所述的宽带辐射源，其中，至少所述第一非线性生成元件包括实心芯部光纤。

16.根据方面1至12中的任一项所述的宽带辐射源，其中，至少所述第一非线性生成元件包括成丝元件，所述成丝元件能够操作用于经由成丝生成超连续谱。

17.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，其中，至少所述第二非线性生成元件包括固体非线性生成元件。

18.根据方面17所述的宽带辐射源，其中，所述固体非线性生成元件包括实心芯部光纤。

19.根据方面17所述的宽带辐射源，其中，所述固体非线性生成元件包括晶体。

20.根据方面19所述的宽带辐射源，其中，所述固体非线性生成元件包括BBO晶体。

21.根据方面1至17中的任一项所述的宽带辐射源，其中，至少所述第二超连续谱生成级包括混频级。

22.根据方面21所述的宽带辐射源，其中，所述第二超连续谱生成级支持宽带相位匹配。

23.根据方面21或22所述的宽带辐射源，其中，所述第二非线性生成元件包括周期性极化的铌酸锂。

24.根据方面1至12中的任一项所述的宽带辐射源，其中，所述多个超连续谱生成级每个都包括相应的光纤，每个光纤具有直径，对于每个接续的超连续谱生成级而言所述直径是减小的。

25.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，其中，所述输出宽带辐射包括至少在100 nm与1200 nm之间的波长。

26.根据任一前述方面所述的宽带辐射源，其中，所述输出宽带辐射包括至少在400 nm与900 nm之间的范围内的波长。

27.一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件；其中所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后；并且其中被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的光学非线性低于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的光学非线性。

28.一种量测装置，包括根据任一前述方面所述的辐射源。

29.根据方面28所述的量测装置，包括散射仪量测设备、水平传感器或对准传感器。

虽然可以在本文中具体地参考在IC制造中光刻设备的使用，但应理解，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。

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。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片（或其它衬底）或掩模（或其它图案形成装置）的对象的任何设备的部分。这些设备一般可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或周围（非真空）条件。

虽然上文可以具体地参考在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用，但应了解，本发明在情境允许的情况下不限于光学光刻术且可以用于其它应用（例如压印光刻术）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来实践本发明。以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。由此，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 (20)

1.一种用于生成输出宽带辐射的宽带辐射源，包括串联布置的多个超连续谱生成级，每个所述超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件；

其中，所述多个超连续谱生成级包括至少第一超连续谱生成级和第二超连续谱生成级，在所述串联中，所述第二超连续谱生成级在所述第一超连续谱生成级之后；并且

其中，被包括在所述第一超连续谱生成级内的第一非线性生成元件的损坏容许度大于被包括在所述第二超连续谱生成级内的至少第二非线性生成元件的损坏容许度。

2.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，所述第一超连续谱生成级被布置成生成第一超连续谱，并且将所述第一超连续谱提供至所述第二超连续谱生成级，以便生成第二超连续谱。

3.根据权利要求2所述的宽带辐射源，还包括激光辐射源，所述激光辐射源被布置成向所述第一超连续谱生成级提供激光辐射，以便生成所述第一超连续谱。

4.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，所述第二超连续谱生成级为最终超连续谱生成级，使得所述输出宽带辐射包括所述第二超连续谱。

5.根据权利要求1所述的宽带辐射源，还包括一个或更多个其它超连续谱生成级，其中，所述第二超连续谱被提供至所述一个或更多个其它超连续谱生成级中的下一相继的超连续谱生成级，使得在最终超连续谱生成级之前的每个接续的超连续谱生成级生成用于所述串联中的下一超连续谱生成级的超连续谱，所述输出宽带辐射包括来自所述最终超连续谱生成级的超连续谱。

6.根据权利要求5所述的宽带辐射源，其中，在所述第二超连续谱生成级之后的每个接续的超连续谱生成级包括相应的非线性生成元件，所述相应的非线性生成元件的损坏容许度低于或等于紧接的前一超连续谱生成级的所述非线性生成元件的损坏容许度。

7.根据权利要求5所述的宽带辐射源，包括在至少所述第一超连续谱生成级与所述第二超连续谱生成级之间的自由空间耦合。

8.根据权利要求1所述的宽带辐射源，包括在所述第一超连续谱生成级与所述第二超连续谱生成级之间的基于光纤的耦合。

9.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，至少所述第一非线性生成元件包括中空芯部光纤。

10.根据权利要求9所述的宽带辐射源，其中，所述中空芯部光纤是中空芯部光子晶体光纤。

11.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，至少所述第一非线性生成元件包括成丝元件，所述成丝元件能够操作用于经由成丝生成超连续谱。

12.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，至少所述第二非线性生成元件包括固体非线性生成元件。

13.根据权利要求12所述的宽带辐射源，其中，所述固体非线性生成元件包括实心芯部光纤。

14.根据权利要求12所述的宽带辐射源，其中，所述固体非线性生成元件包括晶体。

15.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，至少所述第二超连续谱生成级包括混频级。

16.根据权利要求1所述的宽带辐射源，其中，所述多个超连续谱生成级每个都包括相应的光纤，每个光纤具有直径，对于每个接续的超连续谱生成级而言所述直径是减小的。

17.一种量测装置，包括根据权利要求1所述的辐射源。

18.根据权利要求17所述的量测装置，包括散射仪量测设备、水平传感器或对准传感器。

19.一种检查设备，包括根据权利要求1所述的辐射源。

20.根据权利要求19所述的检查设备，其中所述检查设备被构造成识别衬底上的缺陷。