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我的Java Web之路7 - HTTP和HTML

本系列文章旨在记录和总结自己在Java Web开发之路上的知识点、经验、问题和思考,原来已经分享在我的CSDN博客,现在分享在头条,希望能帮助更多码农和想成为码农的人。版权声明:本文为CSDN博主「普通的码农」的原创文章,遵循CC 4.0 by-sa版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接:https://blog.csdn.net/liyongyan1202/article/details/87779913

  1. 介绍
  2. 访问网站
  3. 浏览器
  4. URL
  5. 域名系统 - DNS
  6. 超文本传输协议 - HTTP
  7. 网页 - HTML
  8. CS架构和BS架构
  9. HTTP服务器、Web服务器、Web容器、Servlet容器
  10. 总结

介绍

上篇介绍了Web的基础,即计算机网络及其协议,目前TCP/IP协议族是互联网协议的事实标准。Web特指基于网页和HTTP等相关技术的计算机信息处理系统,所以一旦提到Web浏览器、Web服务器、Web容器、Web程序、Web应用、Web Service等等,那么肯定就是基于网页和HTTP等相关技术的东西了。由于Web大行其道,有时候互联网就是指Web(万维网)。

Web其实最早是由欧洲核子研究组织的蒂姆博纳斯李博士为研究者们共享知识而提出来的,最基本的理念就是各个文档之间相互关联形成超文本(HyperText),这就是俗称的网页,而传输网页的通信规范和约定就是超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol,简称HTTP)

我们以后是要学习怎么用Java语言来开发Web应用,所以网页和HTTP必须要有一定的了解。

访问网站

  • 在你的计算机上运行浏览器(程序/软件),目前主流的浏览器有微软的IE、谷歌的Chrome、开源的FireFox。
  • 在浏览器的地址栏上输入一个网址,比如:http://www.baidu.com,然后敲击回车键。
  • 可以看到,我们的浏览器打开了百度的首页。
  • 在百度首页中央的输入框中你可以输入若干关键字(目前还能拖入图片),比如,输入“Java Web”点击右边的“百度一下”按钮。
  • 这时我们可以看到,首页变成了一项一项排好序的搜索结果,你可以用鼠标点击任何一个结果,这就是超链接,就能获取到与关键字相关的其他网页了。

这就是访问一个网站的主要流程,从中可以看到必须有三样东西:

  • 浏览器(程序/软件),一般安装在你的计算机上;
  • 网站的网址,这就是常说的URL(英文全称是Uniform Resource Locator,直译为统一资源定位符);
  • 网站:本质上也是计算机运行的程序,这就是HTTP服务器或者称为Web服务器(事实上网站背后除了HTTP服务器,还有众多后台程序,比如最重要的数据库服务器,就是提供数据的存储和访问的),只不过可能是由很多台计算机运行它,因为一台计算机不足以应对大量用户同时访问。

其实网站不仅仅可以为人类提供数据/信息(这就叫人机界面、人机接口、人机交互),它还可以为其他机器上运行的程序提供数据/信息(这就是应用程序接口,即API,是程序与程序之间的交互)。

浏览器

这个就不多介绍了,但也有很多点:

  • 刷新和回退
  • 编码问题
  • 缓存问题
  • Cookie
  • 开发者工具的使用

URL

URL通常有以下的形式(更复杂的暂且不提):

http://www.xxx.com:80/dir/resource.htm?queryKey1=value1&queryKey2=value2
  • http://:这是采用的协议
  • www.xxx.com:网站的服务器地址,通常是域名,也可以是IP地址
  • 80:网站的服务器端口号,通常是80,与服务器地址之间用冒号分隔;
  • dir/resource.htm:你所请求的资源,通常是网页,后缀通常是htm、html、jsp、php、asp等等(但现在也可以是图片、视频、音频、css、javascript、甚至只是一个抽象化的服务,这些都被视为资源),可以把它想象成是访问本地的文件一样,有路径和文件名,与服务器端口号之间用正斜杠分隔;
  • queryKey1=value1&queryKey2=value2:这是需要提供给服务器的一些查询参数,参数名和参数值之间用等号,第一个参数与资源之间用问号分隔,各个参数之间用 & 分隔。

域名系统 - DNS

由于IP地址不容易记忆,于是人们又发明了域名系统(Domain Name System,简称DNS)

简而言之,DNS就是为了帮助人们把域名翻译成IP地址的系统,所以我们才可以在URL中用容易记忆的域名来代替IP地址。

这样,浏览器在访问网站时,首先请求DNS将URL中的域名转换为IP地址,然后再用IP地址来构建IP报文发到互联网,互联网会根据IP地址把你的请求转发到该网站。一般你的计算机也会把使用过的域名缓存起来,这样就不用每次都要请求DNS来转换了。

与DNS通信的协议就是DNS协议,它也属于应用层的协议。

在你的计算机上可以配置DNS服务器的IP地址。

超文本传输协议 - HTTP

前面所介绍的都是用户能看得到的,而HTTP实际上是用户看不到的。上篇已经介绍过,HTTP是属于应用层的协议,是基于TCP的,实际上可以理解为浏览器和HTTP服务器之间交流的语言

首先,HTTP是文本格式的,就是说它的报文内容都是字符(本质上计算机里的数据都是二进制的,只不过文本格式的数据已经由计算机转换成字符显示给我们而已)。

其次,HTTP协议规定一次通信必须由浏览器发起请求,由HTTP服务器返回响应,属于请求-响应模式。而HTTP是基于TCP的,TCP又是面向连接的,所以浏览器必须向HTTP服务器发起连接,这样就必须知道HTTP服务器的IP地址和端口,所以URL里面就包含有这两项。

最后,HTTP协议是无状态的。这是什么意思呢?就是说浏览器发送给HTTP服务器的各个请求之间在协议层面上是相互独立的,即协议不提供各个请求之间相互关联的技术和手段,需要由其他技术比如Cookie或者HTTP服务器端的Web应用程序来提供状态维护。最常见的是用户登录某网站之后,后续的请求即处于用户登录状态下,但HTTP协议并不维护此关系,由其他技术来维护。

我们可以使用抓包工具抓取HTTP报文来观察其格式,Wireshark就是一款不错的抓包工具,可以到其官网(https://www.wireshark.org/)进行下载安装,在此不赘述。

下图抓取的是我访问新浪网的请求包:

可以看到HTTP请求包含四个部分:

  1. 第一行:是请求行,由HTTP方法(这里是GET)、URI(这里是 / )、HTTP协议版本(这里是HTTP/1.1)、回车换行符组成;
  2. 接下来若干行直到一个空行之间:是请求的首部,可以有若干个首部,每一个首部都是名字、冒号、值和回车换行符;
  3. 空行:只有回车换行符;
  4. 剩下的:是请求体(这里并没有)。

HTTP方法最常用的是:

  • GET:就是指我要获取某个资源,上图是 / 这个资源,表示是新浪官网首页的网页;
  • POST:主要的目的是为了传输实体,就是说我要把某个新建的实体上传到HTTP服务器。

其他方法暂时不讨论,以后我们就可以直接说GET方法、GET请求、POST方法、POST请求了。

首部部分也暂时不讨论,主要就是为了浏览器与HTTP服务器之间的某些信息的协商,比如我接收什么编码格式的资源,连接的保持、缓存的控制、内容的长度等;

请求体就是用户数据了。

下图看对应的响应包:

可以看到HTTP响应也包含四个部分:

  1. 第一行:是状态行,有HTTP协议版本(这里与请求行里的一致)、状态码(这里是200,表示请求被服务器成功处理了)、原因短语(这里是OK)、回车换行符;
  2. 首部部分:与请求报文里的类似;
  3. 空行:只有回车换行符;
  4. 响应体:这里实际上就是一个网页,网页的内容也可以明确看到是HTML的内容。

这里我们要记住一些常用的状态码,方便问题排查:

  • 400 Bad Request:表示请求报文有问题;
  • 404 Not Found:表示服务器上没有所要请求的资源;
  • 500 Internal Server Error:表示服务器端执行请求时发生了某些错误。

HTTP协议就暂时介绍这么多,下面再简单介绍一下网页。

网页 - HTML

所谓网页,本质上就是一个文本文件,只不过这个文件是具有某种格式的,这种格式就是HTML(HyperText Markup Language,直译为超文本标记语言)格式,只要掌握了这种格式,你就可以自己编写网页了。

比如简单的一个网页就是:

<html>
<head></head>
<body>
 <h1>你好,世界!</h1>
</body>
</html>

用文本编辑器新建一个文件,敲入以上的代码(也可以称为代码哦,只不过这个代码是由浏览器来解释的),保存为文件名是“我的第一个网页.html”的文件。然后在浏览器里面打开这个文件(直接拖进浏览器即可),可以看到:

网页之所以叫超文本,原因在于网页内可以可以包含图片、视频、链接,音乐、甚至程序等非文字元素。网页的基本格式就是类似上面的。

网页的基本元素就是标记或者叫标签,就是由尖括号括起来的东西,通常都是成对的,一个开始一个结束,结束的带有斜杠,比如上面的html标签是<html>和</html>、head标签是<head>和</head>,body标签是<body>和</body>。这三个是必须要有的标签,然后在标签里面嵌入你的数据,或者其他标签。标签以及标签内的数据加起来就叫一个元素

更详细的介绍可以参考其他书籍或网站。W3Cschool是一个不错的学习网站。

所谓Web开发,包括前端和后端,前端主要就是指浏览器这一端的技术,主要包括:HTML、CSS和JavaScript等。

  • HTML:主要是负责数据的结构、框架或骨架,表示哪些数据是标题啊、主体啊、导航啊、链接啊、表格啊、段落啊、图片啊、音频、代码啊等。简而言之,就是表示数据是什么。
  • CSS:主要是负责控制数据的样式,所以其英文全称就是Cascading Style Sheets(直译为层叠样式表),就是数据呈现成什么样子,比如字体啊、大小啊、颜色啊、前景啊、背景啊之类的。简而言之,就是表示数据什么样?
  • JavaScript:又是一门语言,也是由浏览器来解释运行,主要是负责动态行为,比如跟用户的交互、跟服务器的交互,事件的捕捉,网页的动态变化等。

CS架构和BS架构

前面介绍了Web相关的基本内容,通过介绍可以看出对用户来说Web的组成最核心的就是浏览器和网站。它们遵循请求-响应模式:

  1. 浏览器向某个网站发起请求;
  2. 网站接收并执行该请求;
  3. 网站把执行结果返回给浏览器;
  4. 浏览器接收响应并呈现。

这种模式具有普遍性,不管是在现实生活中,或在程序世界里都经常能看到。发起请求的一方就叫客户端(Client),执行请求来提供某种服务的一方就叫服务器(Server),所以人们把这种模式就叫做CS架构。程序世界里常见的有FTP服务器和FTP客户端、邮件服务器和邮件客户端等等。

再后来,由于Web技术的流行和发展,很多应用都在Web上来实现,比如可以用浏览器来实现文件的上传和下载、邮件的收发等等。这样人们不用专门安装某个应用的客户端就可以使用该应用,只需要有浏览器即可。所以人们又把这种基于浏览器(Browser)和HTTP服务器(Server)来实现某种应用的模式就叫做BS架构。

HTTP服务器、Web服务器、Web容器、Servlet容器

现在知道了网站就是由HTTP服务器构建的,而服务器这个词其实既可以指硬件,又可以指软件(或程序),不过一台硬件服务器上通常只会运行一种应用的服务器程序(不考虑虚拟化技术),这是为了性能和高可用的考虑。所以HTTP服务器既可以指运行HTTP服务器软件的那台计算机,也可以指HTTP服务器软件(程序)。我们可以通过上下文来判断是指哪个。

HTTP客户端也可以叫Web客户端。浏览器就是Web客户端,很多手机上的APP也实现或内嵌了HTTP客户端。各种编程语言实现的用于访问HTTP服务器的函数、接口或类也是一种HTTP客户端,只不过它们是由开发人员来使用的。

HTTP服务器也可叫Web服务器或WWW服务器,现代的Web服务器已经不仅仅是提供静态的网页,通常还提供一个开发框架,在这个框架之下,开发人员能够根据需求开发能够动态生成网页并把这个网页返回给浏览器的程序,这些程序能被Web服务器加载、管理和运行。这种Web服务器就是Web容器,又可以叫做Web应用服务器、Web应用容器。就是说Web容器肯定也是Web服务器。

之所以叫容器,我想是因为它能运行基于其框架开发的程序。从这个意义上说,所谓容器,就是提供了一系列规范或接口的软件,它能够装载、管理、调用或运行按照该规范或接口所开发的组件,比如Servlet/JSP容器、Spring IoC容器、Docker容器,甚至操作系统都可以看作一个容器。

目前流行的Web服务器有Apache、Nginx、IIS、WebSphere、WebLogic、JBoss、Tomcat、Netty等等。其中Tomcat和Netty就是我们以后要用来进行Java Web开发的Web容器。

Java的Web开发的基础是Servlet和JSP技术/规范/标准,而Tomcat实现了这些技术,所以Tomcat又可以叫做Servlet容器或JSP容器。以后再介绍Servlet和JSP,现在不用考虑它们是什么,其实它们就是Java提供的一个开发框架而已。

随着技术的发展,在Web或HTTP的基础上又出现了SOA(Service-Oriented Architecture,直译为面向服务架构)、Web Service技术、微服务架构、REST架构等。当然,这些技术还使用了xmljson等技术,这两种技术主要聚焦于数据内容的表示、存储、传输和交换。这些都咱不讨论。

总结

  • 任何一种技术的出现总是为了解决某个问题或实现某个目标而出现的,这就是万物皆有源,事出皆有因。而Web就是源于希望更方便的知识共享。
  • 任何一种涉及到两端交互的技术必须要有通信协议
  • 通信协议可以也应该分层,每一层具有专一的职责。比如IP负责路由、TCP负责端到端的可靠通信、HTTP负责超文本数据的传输、Web Service的SOAP协议又负责Web服务的封装和解封。
  • HTML是一种标记语言,xml也是。所谓标记语言,就是使用某种形式的标签来描述数据的元信息。后续我们可能经常用到xml格式的配置文件。
  • 我们要让自己擅于创造新概念。当然,新概念必须是在问题的不断思考、经验的不断总结、规律的不断发现、实践的不断验证的基础上提出的。比如,CS架构、BS架构、Servlet技术、SOA架构、微服务、REST、json等等。
  • 每一个概念就对应一种技术,每一种技术就解决一两个关键问题。

近在群内有时秀出车机导航带出车款大师APP,很多车友都在问是个什么软件,一直忙没时间发个教程,

今天周末凌晨醒来发个教程给大家分享,作为车友会的会长又是版主喜欢研究折腾,分享一些经验活跃

论坛和车友们交流。

所需工具: U盘 、电脑、 手机、车况大师APP

改装材料: 蓝牙版行车电脑+ wifi 网络

=========================安装篇=============================

首先准备蓝牙版行车电脑硬件设备,XX淘宝家有卖, 50左右,我这个是从之前的悦翔V3 车上取下来的,用来3年了

OBD 接口的蓝牙版行车电脑,需要插在CS55 方向盘底下OBD接口上

第一步:

CS55车机进入神秘页面安装第三方APP 这个有很多教程里,我简单说明

1-1准备U盘一个(可以用车上听歌那个)U盘需要格式化FAT32格式

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:160 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

第二步:在电脑上创建一个文本文档把名字以及后缀名改成zhe.systemui.password.key

我们把这两个东西都复制到我们的U盘根目录下, 给下载好车况大师APP给命名,方面安装好输入

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:200 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

第三步:(这里注意一定要把文本文档后缀.txt也选上,很多车友操作不成功都是因为这里没改对)

新建文本文档, 接下来为了方便我们在车机上安装,我们把下载的app名字改个简单的

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:200 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

第四部:把U盘插在车上,启动车电源。

这里需要注意,各个音量必须在中间位置,、

调整好以后,按下静音键, 然后按3次系统音量+号,按5次-号,再按3次+号,

再按6次+号。神秘界面会出现

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:500 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

第五部:神秘界面会出现六

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:64 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

这里输入已改名好的车况大师APP, 我改命名“1.APK"

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/50s 感光度:80 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

车况大师安装中

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/50s 感光度:64 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

大功告成,车况大师安装成功

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/100s 感光度:80 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

=========================测试使用============================

车机油耗测试界面

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/122s 感光度:64 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:200 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

油耗分析数据

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/122s 感光度:64 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

100公里时速, 瞬间油耗数据, 这个界面是手机车况大师APP 抓图

时速80马 ,快速公里滑行油耗 很低

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/33s 感光度:1000 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/60s 感光度:80 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

相机型号:OPPO R9m 光圈:f/2.2 快门:1/602s 感光度:64 曝光补偿:0EV 焦距:4mm

多朋友询问哈尔滨工业大学开发的极紫外EUV光刻机光源进展怎么样了

在聊这个事情之前,请朋友们做一个简单的小投票,大家认为哈工大的EUV光源功率是多少

EUV光源的三种主要原理

在聊哈工大EUV光源之前,我们先简单了解主要的3种EUV光源的历史:

第一代:放电等离子体(Discharged Produced Plasma,DPP)

DPP是将靶材涂覆在阳极和阴极之间,两个电极在高压下产生强烈的放电使靶材产生等离子体。由于Z箍缩效应,当洛伦兹力收缩等离子体时,等离子体被加热,产生EUV光(图1)

而早在2003年,Xtreme公司利用Xe气在频率1 kHz条件下放电,研发出了XTS 13-35 DPP极紫外光源样机,该样机在2π立体角内获得35 W极紫外辐射功率。这是该公司的第一台商用样机。

图1:基于Xe气毛细管放电的DPP EUV技术原理图

第二代:激光辅助放电等离子体(Laser-assisted Discharge Plasma,LDP)

LDP是将LPP与DPP结合起来,先用脉冲激光照射靶材,使靶材细化,再运用DPP技术放电使靶材产生EUV光(图2)

图2: LDP EUV光源技术原理图

2004年,荷兰 Philips 公司成功研制出 Nova Tin光源,该光源采用 Sn作为工作介质,可以实现200 W的13.5 nm极紫外光输出。此后,该公司对该光源不断改进,于2010年将输出功率提高到 2π立体角内420 W,IF处输出功率34 W

2006年ASML公司激光辅助等离子体光源安装了α样机,但其IF处功率过低,不满足工业化要求。

值得一提的是,LDP技术的EUV光源虽然功率达不到大规模量产要求,但其稳定性已经非常高,可以实现28小时4亿次放电的稳定出光(图3)

图3:LDP EUV光源可以实现28小时4亿次放电的稳定出光

第三代:激光等离子体(Laser Produced Plasma,LPP)

LPP技术,是以高强度的脉冲激光为驱动能源照射射流Sn液滴,使靶材产生高温等离子体并辐射EUV光。(图4)

图4:LPP EUV光源技术原理图

大家知道,目前商用的ASML的高端EUV光刻机采用的是LPP光源。我们之前已经多次介绍,其基于20-40kW的MOPA二氧化碳激光器来实现高的EUV功率。在此不做赘述,有兴趣的朋友可以翻阅前文。

2000-2020年哈工大EUV相关专利情况

我们先看看专利数据库调查的哈工大20年来的EUV光源的专利数据,其中有147条记录。图51是哈工大近20年的EUV专利发表的时间分布图。

图5:哈工大近20年的EUV专利发表分布图(灰色竖条高度代表专利数量)

我们可以看到两个明显的特征:

1,2007-2019年期间,其专利数量成每年大幅增加的趋势;

2,2019年后突然降低至0。可以看到,

众所周知,哈工大参与国家科技重大专项02专项课题--放电等离子体极紫外光源技术研究,正是2009-2015年。因此可以大概了解这些专利02专项子课题执行期间的成果;可能在02专项一期验收后,EUV光源的研发工作趋于停滞状态。

2000-2020年哈工大EUV专利具体内容

由于英文专利数据库中包含了一些临时专利、专利申请文件、专利文件,为了更精确地分析哈工大EUV专利内容,我在中文专利数据库中重点了解了其34篇可查专利资料

整体上来说,除了一部分实用新型专利外,还存在大量地撤回、终止专利文件(图6,图7)。因此有效地发明专利数量大概10篇左右

图6:哈工大EUV相关专利中含有部分的实用新型

图7:哈工大EUV相关专利中含有较多的撤回和终止申请

其中主要的一些发明专利如下:

2013-09-23:极紫外光刻光源中光学收集镜直接车削加工精加工方法

2013-09-24:发明极紫外光刻光源中光学收集镜直接车削加工粗加工方法

2015-02-16:发明Xe介质毛细管放电检测用极紫外光源的放电室

2016-05-31发明一种用于毛细管极紫外光刻光源的放电电极

2016-06-17:发明极紫外光光刻光源收集镜片集成用的基座

2016-06-20:发明毛细管放电Z箍缩极紫外光光刻光源的收集系统

2016-06-22:发明一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法

从专利列表中,我们可以看到哈工大的EUV光源技术实际上是基于Xe气毛细管放电技术是早期的一种DPP光源技术。

值得一提的是,其中2016年的一篇专利《发明一种用于毛细管极紫外光刻光源的放电电极》已经授权于黑龙江省工业技术研究院(图8)。是否采用该技术用于制造DPP光源,目前还不得而知。

图8:哈工大EUV专利列表中唯一一篇已经授权

研究人员的情况

从哈工大的EUV专利资料中看,其中所有专利均出自这四位研究人员:

祝东远王骐徐强赵永蓬

祝东远是哈工大2012年毕业的硕士研究生(图9),主要研究了极紫外光源收集系统的仿真设计及提出了一套加工方法。

图9:祝东远的硕士研究生论文截图

王骐教授,是哈尔滨工业大学航天学院光电子技术研究所博士生导师,总装备部光电子技术专家组成员,国家自然科学基金委员会学科评审组成员。哈尔滨工业大学核物理专业1964年本科毕业。主持了2009-2012年的国家自然科学基金项目《放电等离子体极紫外光刻光源关键物理及技术问题研究 》(图10),该项目在国内技术空白的条件下,创新性思维研制了建造了重频1kHz毛细管放电极紫外光刻光源系统,独立设计、研制了全部的各单元部件,突破了国内相关技术空白。该项目可以说奠定了哈工大的DPP研究基础。

图10:王骐教授主持的2009-2012年的国家自然科学基金项目

徐强,2014年9月毕业于哈尔滨工业大学物理电子学专业并获工学博士学位。徐强博士的毕业论文题目是《毛细管放电Z箍缩Xe等离子体EUV光源研究》(图11),可见是EUV光源的研究主力。

图11:徐强博士的博士论文首页

徐强博士后来加入东北林业大学物理学院,东北林业大学2018年的主页上有徐强博士的简单介绍资料。徐强博士参与了DPP系统的主要研究,其早期主要论文也是基于Xe毛细管放电的DPP EUV光源研究。但可喜的是2019年,徐强博士连续发表两篇LDP研究论文:

1. Xu Qiang, Tian He, Zhao Yongpeng, et al., Influence of Pre-Ionized Plasma on the Dynamics of a Tin Laser-Triggered Discharge-Plasma, Applied Sciences, 2019, 9(23), 4981

2. Xu Qiang, Deng Xiaolong, Tian He, et al., Effect of Time Delay on Laser-Triggered Discharge Plasma for a Beyond EUV Source, Symmetry, 2019, 11(5), 658

赵永蓬,是哈尔滨工业大学2001年毕业的博士生,哈尔滨工业大学航天学院副院长。自1995年至今一直从事软X射线激光和极紫外光源研究工作,在国内外杂志发表论文70余篇。是EUV光源项目的领军人物。从公开资料看,赵永蓬教授是毛细管放电DPP EUV项目的主要负责人。但其研究方向是短波长激光,近期发表了一系列的论文,是基于毛细管放电原理的各种短波长激光器,其专长并非在EUV光源上。赵永蓬教授也是徐强博士的导师。

哈工大EUV研究方向

本文开头我们提到主要有三种EUV技术:第一代DPP放电技术、第二代LDP技术、第三代LPP技术。而哈工大集中研究的是最早期的第一代基于毛细管放电的DPP技术

关于毛细管放电极紫外光源的发展历史大概如下:

1988年:美国卡罗拉多州立大学学者Rocca,首次提出用毛细管放电产生软X射线或极紫外激光的台式激光器的构想。

1994年:Rocca小组首次实现了毛细管放电类氖氯产生46.9 nm的激光

1997年:美国学者Klosner的研究组利用LiH毛细管放电获得了13.5 nm的软X射线输出

1998年:Klosner研究组在充有Xe的毛细管放电过程中观测到强度较高的10~16 nm软X射线输出,实现技术突破。

也就是说,哈工大实际上掌握的是1998年美国Klosner研究组的DPP技术

哈工大EUV研究结果

2018年12月,哈工大教授赵永蓬教授发表综述文章(图1),讲述了哈工大在13.5nm放电Xe等离子体极紫外光源的工作。文中展示了最新的重复频率为1 kHz的放电Xe等离子体极紫外光源样机的实物(图13)

图12::2018年论文综述哈工大EUV光源研究结果

图13:重复频率为1 kHz的放电Xe等离子体极紫外光源样机的实物

回到本文开头提到的投票环节,这里我们可以给出哈工大的EUV光源的功率了。数字请看图14。 朋友们?这个数字和你们的估计是一样的吗?

图14:哈工大论文中关于EUV功率的描述,其在IF点功率约为100mW

结语

哈工大早期具有良好的EUV研究基础,王骐教授的博士生,张兴强,在2008年的博士毕业论文《毛细管放电的X光激光若干特性及紫外光刻光源研究》。此时距离美国发明Xe等离子体放电DPP技术也才10年,距离2003年,Xtreme公司推出的首款35瓦光源也仅仅过去5年。

然而可惜的是,当欧美日正在轰轰烈烈地开展LDP和LPP研究的同时,中国鲜有动作。并且在02专项依然以最落后的Xe气等离子体DPP技术作为攻关课题,失去了追赶的技术。而即便是在已经被市场暂时淘汰的DPP和LDP技术上,中国的基础研究也是相差太大。这期间,我发现哈工大有一位2014年硕士研究生李小强,做了一些激光辅助放电Sn等离子体13.5 nm极紫外辐射研究,然而并没有后续的工作。

更遗憾的是,我们并没有看到哈工大一代又一代毕业的学生能在EUV技术上坚守。当然这和科技发展的客观规律有关,我们不能苛责大学里几位教授、博士可以完成国外投入几十亿、几百亿、几十个顶尖光刻机制造团队共同攻关才得以完成的产业化大业。目前已经完成的公开报道的DPP光源也只有1998年美国研究的水平

我们从长春光机所、华中科大、上海光机所,一直讲到哈工大,其实我相信大多数朋友应该已经意识到,国内高校的整体研究状况和现实情况。我们并没有非常差,但是也并没有外界想象中的已经具备非常好的实力和技术储备。反而,我们看到,大多数技术仅仅停留在2000-2005年这一个时间节点上,也就是说,我们并没有开展任何EUV光刻机产业化的组织和能力。

至此,我想朋友们对国产EUV光源的研究情况应该已经有了比较全面的了解了吧?

下次见!

参考1:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/opph.201190189

参考2:http://www.chinaaet.com/article/3000019711

参考3:https://www.docin.com/p-1698390168.html

参考4:https://www.ipfeibiao.com/patent/view/2016103788627.html

参考5:https://science.nefu.edu.cn/info/1224/2235.htm

参考6:https://science.nefu.edu.cn/info/1197/1352.htm

参考7:http://homepage.hit.edu.cn/zhaoyongpeng

参考8:https://www.engr.colostate.edu/ece/faculty/rocca/pdf/journals/ECEjjr00092.pdf

参考9:http://www.opticsjournal.net/Articles/Abstract/zgjg/45/11/1100001.cshtml