Nyligen har Institutionen för högeffektlaserkomponentteknologi och ingenjörskonst vid Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIPM, CAS) gjort nya framsteg i forskningen om indexsystemet för de optiska komponenterna i det pulserade kompressionsgittret dubbelstråle statiskt interferometriskt holografiskt exponeringssystem och processen för att kontrollera homogeniteten hos exponeringsljusfältet. För första gången har forskningen etablerat ett kvantitativt utvärderingssystem för enhetligheten i det optiska reflektionsexponeringsfältet och framgångsrikt realiserat applikationsverifieringen i reflektionsexponeringssystemet med liten diameter. Forskningsresultaten sammanfattas som "Specifikationer och kontroll av rumsliga frekvensfel för komponenter i statisk holografisk exponering för tvåstrålelaser för pulskompressionsgittertyg". De relaterade forskningsresultaten publicerades i High Power Laser Science and Engineering under titeln "Specifikationer och kontroll av rumsliga frekvensfel för komponenter i statisk holografisk exponering för tvåstrålelaser för tillverkning av pulskompressionsgitter".
Framväxten och den snabba utvecklingen av ultrahög intensitet, ultrakorta pulslasrar har gett oöverträffade extrema fysiska förhållanden och nya experimentella medel för människor, och har blivit den senaste gränsen för internationell laservetenskap och -teknologi och konkurrensens fokus. Pulskompressionsgitter är kärnkomponenten i ultrahög intensitet och ultrakort laseranordning, och gittrets öppning bestämmer den övre gränsen för laserns uteffekt. Inhemsk och utländsk utveckling av finstråleavsökningsexponering, exponering för överföring av statiskt interferensfält, exponeringsskarvning och mekanisk ritning och andra metoder, har inte den dubbelriktade mätarskala-gittrets förberedelsekapacitet.
Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM) har föreslagit ett innovativt system för att tillverka pulskompressionsgitter i meterskala med hjälp av ett reflekterande exponeringssystem av stor kaliber utanför axeln. Kärnan i programmet är användningen av högprecisions off-axelparaboliska speglar för att bilda två parallella strålar av ljus för att konstruera ett brett spektrum av enhetligt exponeringsljusfält, och ljusfältets enhetlighet bestäms huvudsakligen av den off-axis paraboliska spegeln ytfel, speciellt i högfrekvent fel. På grund av avsaknaden av ett kvantitativt utvärderingssystem för tillverkningsfel på lättfältslikformighet och den relaterade högprecisionsbearbetningsprocessen med konsekvent konvergens av fel över frekvensområdet, finns det fortfarande inget framgångsrikt prejudikat.
Baserat på teorin om fritt ljusfältsdiffraktion, har teamet etablerat en kartläggningsmodell mellan frekvensbandsfelet på ytan av reflektionsexponerade off-axelparaboliska speglar och homogeniteten hos exponeringsljusfältet, etablerat ett kvantitativt indexsystem för frekvensen bandfel av spegelytans form, och sedan lägga fram en innovativ bearbetningsteknik för enhällig konvergens av exponeringsspegelns fullfrekvensbandfel. Enligt indexutvärderingssystemet som bestäms av modellen, bör mellan- och högfrekventa fel för exponeringsspeglarna vara bättre än 0.65 nm respektive 0.5 nm, och därför ett reflekterande exponeringssystem utanför axeln på Φ300 mm tillverkades genom att använda ovanstående processteknik. I det här systemet undertrycktes spegelns RMS till 0.586 nm och 0.462 nm, och det periodiska felet och det vanliga randfelet eliminerades helt. Slutligen tillverkades ett multiskikts dielektrisk film (MLD) diffraktionsgitter med en storlek på 200 mm×150 mm framgångsrikt med detta exponeringssystem, med en genomsnittlig diffraktionseffektivitet på 98,1 % på -1-nivån och en diffraktionsvågfront PV bättre än 0,3 våglängder.
Denna forskning för tillverkning av diffraktionsgitter med stor öppning ger ett nytt sätt, för den efterföljande utvecklingen av 100 pat-watt högeffektlaseranordning som krävs för pulskompressionsgittret i meterskala lade den tekniska grunden.
Det relaterade arbetet har stöttats av nyckelprogrammet för forskning och utveckling från ministeriet för vetenskap och teknik, ungdomsfonden för National Natural Science Foundation of China, Shanghai Municipal Science and Technology Commissions Young Scientific and Technological Talents Sail Program och Shanghai Municipal. Särskilda fonder för utveckling av strategiska framväxande industrier, bland annat.
Fig. 1 Resultat av fullfrekvensfel av Φ300 mm off-axis parabolisk spegelexponeringssystem: (a) Lågfrekvent ansiktsformfel för off-axis spegeln mätt med hjälp av en 4-tum Zygo-interferometer. (b) Bilder av mellanfrekvensfel och ljusfältsfördelning erhållna efter filtrering enligt modellen; (c) Högfrekvent fel som erhålls genom att använda en Zygo vitljusprofilerare med en 20x lins och ett fotografi av gittermasken mätt med ett mikroskop. (d) 1D effektspektral densitetskurva.
Fig. 2 Diffraktionsvågfront och effektivitetsfördelning av 200 mm×150 mm MLD-gitter: (a) -1 nivådiffraktionsvågfront. (b) 0-nivådiffraktionsvågfront. (c) +1-nivådiffraktionsvågfront. (d) Diffraktionseffektivitet för MLD-gittret vid 1740 l/mm, med enhetlig diffraktionseffektivitet inom den effektiva aperturen vid 1053 nm (Ave=98.1%, σ=0.3%, Max {{ 12}},6 %). (e) En fysisk bild av MLD-gittret med användning av reflektionsexponeringsmetoden.
