极紫外光刻是突破7nm以下先进制程的关键技术，EUV光源作为EUV光刻机的核心系统，目前面临能量转换效率低和碎屑污染严重两大难题。液态锡靶转换效率较高，但运行不稳定，易产生碎屑损害光学元件。无碎屑气体靶EUV光源不产生污染，但效率偏低。本项目围绕无碎屑气体靶EUV光源工作全流程（气体射流场形成、激光激发靶材形成等离子体、激光能量沉积、等离子体演化与辐射传输），建立仿真体系，重点调控等离子体状态以提升转换效率，为EUV光源提供设计依据。

本项目旨在设计并优化极紫外光刻光源中的激光等离子体特性，目标是将能量转换效率提升至最优区间。具体目标包括：①完成射流场仿真与射流场中的激光传播仿真，明确喷嘴、工质、工况等对靶区特征的影响规律，预判激光在氙射流中的畸变、偏折与聚焦特性；②计算预电离阶段的等离子体组分和光谱特性，获取关键物性参数；③提高能量沉积过程的计算效率，通过机器学习加速等离子体LTE+NLTE过程中的等离子体组分计算过程；④模拟等离子体冷却阶段的动力学演化和辐射光谱，获得温度场与密度场的时空分辨数据等。

本项目完成了极紫外光刻光源中激光等离子体特性的全流程仿真设计。主要成果包括：

①分析射流场稳态密度分布并推荐靶区与工况选取；编写激光光场传播程序，提出激光与气体靶耦合方案；②针对等离子体平衡态与非平衡态分别构建了数值模拟体系，为光源靶材选型与参数调控提供了定量依据；③针对等离子体在非平衡演化过程和冷却过程中的组分计算分别构建了机器学习代理模型，相较于直接求解平衡方程的方法，计算速度提升约 5.3 倍，相对误差低于2%；④建立了一套高精度的流体与辐射耦合数值模拟框架，揭示了EUV辐射的空间各向异性与自吸收效应的角度依赖性规律。