Recent, Departamentul de Tehnologie și Inginerie a Componentelor Laser de Înaltă Putere al Institutului de Optică și Mașini de Precizie din Shanghai, Academia Chineză de Științe (SIPM, CAS) a făcut noi progrese în cercetarea sistemului de indexare a componentelor optice ale rețelei de compresie în impulsuri sistem de expunere holografică interferometrică cu fascicul dublu și procesul de control al omogenității câmpului luminos de expunere. Pentru prima dată, cercetarea a stabilit un sistem de evaluare cantitativă a uniformității câmpului optic de expunere la reflexie și a realizat cu succes verificarea aplicării în sistemul de expunere la reflexie cu diametru mic. Rezultatele cercetării sunt rezumate ca „Specificații și control al erorilor de frecvență spațială ale componentelor în expunerea holografică statică cu laser cu două fascicule pentru țesătura de tip rețea de compresie a impulsurilor”. Rezultatele cercetării aferente au fost publicate în High Power Laser Science and Engineering sub titlul „Specificații și control al erorilor de frecvență spațială ale componentelor în expunerea holografică statică laser cu două fascicule pentru fabricarea rețelelor de compresie a impulsurilor”.
Apariția și dezvoltarea rapidă a laserelor cu impulsuri ultra-înalte și ultrascurte au oferit condiții fizice extreme fără precedent și noi mijloace experimentale pentru ființe umane și au devenit cea mai recentă frontieră a științei și tehnologiei laser internaționale și punctul central al concurenței. Rețeaua de compresie a impulsurilor este componenta de bază a dispozitivului laser de intensitate ultra-înaltă și ultra-scurtă, iar deschiderea rețelei determină limita superioară a puterii de ieșire a laserului. Dezvoltarea internă și străină a expunerii de scanare cu fascicul fin, expunerea de transmisie a câmpului de interferență statică, îmbinare prin expunere și marcare mecanică și alte metode, nu au capacități de pregătire a grătarului de scară bidirecțională.
Institutul de mașini optice din Shanghai (SIOM) a propus o schemă inovatoare pentru fabricarea rețelelor de compresie a impulsurilor la scară metrică, folosind un sistem de expunere reflectorizant de calibru mare în afara axei. Miezul programului este utilizarea de oglinzi parabolice de înaltă precizie în afara axei pentru a forma două fascicule paralele de lumină pentru a construi o gamă largă de câmp luminos de expunere uniformă, iar uniformitatea câmpului luminos este determinată în principal de oglinda parabolică în afara axei. eroare de suprafață, în special în eroarea de înaltă frecvență. Din cauza lipsei unui sistem de evaluare cantitativă a erorilor de fabricație privind uniformitatea câmpului luminos și a procesului de prelucrare de înaltă precizie aferent, cu convergență consecventă a erorilor în intervalul de frecvență, nu există încă un precedent de succes.
Pe baza teoriei difracției câmpului liber de lumină, echipa a stabilit un model de mapare între eroarea benzii de frecvență de pe suprafața oglinzilor parabolice în afara axei expuse la reflexie și omogenitatea câmpului luminos de expunere, a stabilit un sistem de index cantitativ pentru frecvență. eroare de bandă a formei suprafeței oglinzii și apoi a prezentat o tehnologie inovatoare de procesare pentru convergența unanimă a erorii de bandă de frecvență completă a oglinzii de expunere. Conform sistemului de evaluare a indicelui determinat de model, erorile de frecvență medie și înaltă ale oglinzilor de expunere ar trebui să fie mai bune decât 0,65 nm și, respectiv, 0,5 nm și, prin urmare, un sistem de expunere reflectorizant în afara axei de Φ300 mm a fost fabricat prin adoptarea tehnologiei de procesare de mai sus. În acest sistem, RMS-ul oglinzii a fost suprimat la 0,586 nm și 0,462 nm, iar eroarea periodică și eroarea de bandă obișnuită au fost complet eliminate. În cele din urmă, un rețele de difracție cu film dielectric multistrat (MLD) cu o dimensiune de 200 mm×150 mm a fost fabricat cu succes folosind acest sistem de expunere, cu o eficiență medie de difracție de 98,1% la nivelul -1 și un front de undă de difracție PV mai bun. peste 0,3 lungimi de undă.
Această cercetare pentru fabricarea rețelelor de difracție cu deschidere mare oferă o nouă modalitate, pentru dezvoltarea ulterioară a dispozitivului laser de mare putere de 100 pat-watt necesar pentru rețeaua de compresie a impulsurilor la scară de metru a pus bazele tehnice.
Activitatea aferentă a fost susținută de Programul cheie de cercetare și dezvoltare al Ministerului Științei și Tehnologiei, Fondul pentru tineret al Fundației Naționale pentru Științe Naturale din China, Programul de navigare pentru tinerii talente științifice și tehnologice al Comisiei Municipale de Știință și Tehnologie din Shanghai și Municipalul Shanghai. Fonduri speciale pentru dezvoltarea industriilor strategice emergente, printre alte fonduri.
Fig. 1 Rezultatele erorii de frecvență completă ale sistemului de expunere a oglinzii parabolice în afara axei Φ300mm: (a) Eroarea de formă a feței la frecvență joasă a oglinzii în afara axei măsurată folosind un interferometru Zygo de 4-inchi. (b) Imagini ale erorii de frecvență medie și ale distribuției câmpului luminos obținute după filtrare conform modelului; (c) Eroarea de înaltă frecvență obținută prin utilizarea unui profiler de lumină albă Zygo cu o lentilă de 20x și o fotografie a măștii de rețea măsurată cu un microscop. (d) Curba de densitate spectrală a puterii 1D.
Fig. 2 Frontul de undă de difracție și distribuția eficienței rețelei MLD de 200 mm×150 mm: (a) Front de undă de difracție la nivel -1. (b) front de undă de difracție la nivel 0-. (c) front de undă de difracție la nivel +1-. (d) Eficiența de difracție a rețelei MLD la 1740 l/mm, cu eficiență de difracție uniformă în deschiderea efectivă la 1053 nm (Ave=98.1%, σ=0.3%, Max {{{ 12}}.6%). (e) O imagine fizică a rețelei MLD utilizând metoda expunerii la reflexie.
