Fremveksten og den raske utviklingen av ultra-høy intensitet, ultrakorte pulslasere har gitt enestående ekstreme fysiske forhold og helt nye eksperimentelle midler for mennesker, og har blitt den siste grensen for internasjonal laservitenskap og -teknologi, så vel som fokusområdet for konkurranse . Pulskompresjonsgitter er kjernekomponenten i ultra-høy intensitet ultrakort laserenhet, og blenderåpningen til gitteret bestemmer den øvre grensen for laserutgangseffekten. Innenlandsk og utenlandsk utvikling av finstråleskanningseksponering, eksponering for statisk interferensfeltoverføring, eksponeringsspleising og mekanisk skrifting og andre metoder, har ikke toveis meter-skala gitterforberedelsesevner.
Fig. 1 Fullfrekvente feilresultater for Φ300mm off-axis parabolsk speileksponeringssystem: (a) Lavfrekvent overflateformfeil for off-axis speil målt med 4-inch Zygo interferometer. (b) Bilder av mellomfrekvensfeil og lysfeltfordeling oppnådd etter filtrering i henhold til modellen; (c) Høyfrekvent feil oppnådd ved å bruke en Zygo-hvitlysprofiler med en 20x linse og et fotografi av gittermasken målt med et mikroskop. (d) 1D effektspektral tetthetskurve.
Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM) har foreslått et innovativt opplegg for å produsere meterskala pulserte kompresjonsgitter ved å bruke et reflekterende eksponeringssystem med stor diameter utenfor aksen. Kjernen i programmet er å bruke høypresisjon off-akse parabolske speil for å danne to parallelle lysstråler for å konstruere et jevnt eksponeringslysfelt i stor skala, og lysfeltens enhetlighet bestemmes hovedsakelig av overflatefeilen til av -akse parabolske speil, spesielt i midten og høyfrekvente feil. På grunn av mangelen på et kvantitativt evalueringssystem for produksjonsfeil på lysfeltuniformitet og den relaterte høypresisjonsmaskineringsprosessen med konsistent konvergens av feil over frekvensområdet, er det fortsatt ingen vellykket presedens.
Basert på frilysfeltdiffraksjonsteorien har teamet etablert en kartleggingsmodell mellom frekvensbåndfeilen på overflaten av refleksjonseksponerte off-akse parabolske speil og homogeniteten til eksponeringslysfeltet, etablert et kvantitativt indekssystem for frekvensen båndfeil av speiloverflateformen, og deretter fremme en innovativ prosesseringsteknologi for enstemmig konvergens av fullfrekvensbåndfeilen til eksponeringsspeilet. I henhold til indeksevalueringssystemet bestemt av modellen, bør mellom- og høyfrekvente feil for eksponeringsspeilene være bedre enn henholdsvis 0.65 nm og 0.5 nm, og derfor, et reflekterende eksponeringssystem utenfor aksen på Φ300 mm ble produsert ved å ta i bruk prosesseringsteknologien ovenfor. I dette systemet ble RMS for speilet undertrykt til 0.586 nm og 0.462 nm, og den periodiske feilen og den vanlige stripefeilen ble fullstendig eliminert. Til slutt ble et flerlags dielektrisk film (MLD) diffraksjonsgitter med en størrelse på 200 mm×150 mm vellykket fremstilt ved bruk av dette eksponeringssystemet, med en gjennomsnittlig diffraksjonseffektivitet på 98,1 % på -1-nivå og en diffraksjonsbølgefront PV bedre enn 0,3 bølgelengder.
Denne forskningen for produksjon av diffraksjonsgitter med store blenderåpninger gir en ny måte for den påfølgende utviklingen av en 100 pat-watt høyeffektlaserenhet som kreves for at pulskompresjonsgitteret på meternivå skal legge det tekniske grunnlaget.
Figur 2 Diffraksjonsbølgefront og effektivitetsfordeling av 200mm×150mm MLD-gitter: (a) -1-nivådiffraksjonsbølgefront. (b) 0-nivådiffraksjonsbølgefront. (c) +1-nivådiffraksjonsbølgefront. (d) Diffraksjonseffektivitet for MLD-gitteret ved 1740 l/mm, med jevn diffraksjonseffektivitet innenfor den effektive blenderåpningen ved 1053 nm (Ave=98.1%, σ=0.3%, Max {{ 12}},6 %). (e) Et fysisk bilde av MLD-gitteret ved bruk av refleksjonseksponeringsmetoden.
