Recentemente, o Departamento de Tecnologia e Engenharia de Componentes Laser de Alta Potência do Instituto de Óptica e Máquinas de Precisão de Xangai, Academia Chinesa de Ciências (SIPM, CAS) fez novos progressos na pesquisa do sistema de índice dos componentes ópticos da rede de compressão pulsada sistema de exposição holográfica interferométrica estática de feixe duplo e o processo de controle da homogeneidade do campo de luz de exposição. Pela primeira vez, a pesquisa estabeleceu um sistema de avaliação quantitativa para a uniformidade do campo óptico de exposição à reflexão e realizou com sucesso a verificação da aplicação no sistema de exposição à reflexão de pequeno diâmetro. Os resultados da pesquisa são resumidos como "Especificações e controle de erros de frequência espacial de componentes em exposição holográfica estática de laser de dois feixes para tecido de grade de compressão de pulso". Os resultados da pesquisa relacionada foram publicados na High Power Laser Science and Engineering sob o título de "Especificações e controle de erros de frequência espacial de componentes em exposição holográfica estática de laser de dois feixes para fabricação de grades de compressão de pulso".
O surgimento e o rápido desenvolvimento de lasers de pulso ultracurto e de intensidade ultra-alta forneceram condições físicas extremas sem precedentes e novos meios experimentais para os seres humanos, e se tornaram a mais recente fronteira da ciência e tecnologia laser internacional e o foco da competição. A grade de compressão de pulso é o componente principal do dispositivo de laser ultracurto e de intensidade ultra-alta, e a abertura da grade determina o limite superior da potência de saída do laser. O desenvolvimento nacional e estrangeiro de exposição de varredura de feixe fino, exposição de transmissão de campo de interferência estática, emenda de exposição e gravação mecânica e outros métodos, não possui recursos de preparação de grade de escala de medidor bidirecional.
O Instituto de Máquinas Ópticas de Xangai (SIOM) propôs um esquema inovador para fabricar redes de compressão de pulso em escala métrica usando um sistema de exposição reflexiva fora do eixo de grande calibre. O núcleo do programa é o uso de espelhos parabólicos fora do eixo de alta precisão para formar dois feixes de luz paralelos para construir uma ampla gama de campos de luz de exposição uniforme, e a uniformidade do campo de luz é determinada principalmente pelo espelho parabólico fora do eixo erro de superfície, especialmente no erro de alta frequência. Devido à falta de um sistema de avaliação quantitativa de erros de fabricação na uniformidade do campo de luz e do processo de usinagem de alta precisão relacionado com convergência consistente de erros em toda a faixa de frequência, ainda não há precedente de sucesso.
Com base na teoria da difração do campo de luz livre, a equipe estabeleceu um modelo de mapeamento entre o erro da banda de frequência na superfície de espelhos parabólicos fora do eixo expostos à reflexão e a homogeneidade do campo de luz de exposição, estabeleceu um sistema de índice quantitativo para a frequência erro de banda do formato da superfície do espelho e, em seguida, apresentou uma tecnologia de processamento inovadora para a convergência unânime do erro de banda de frequência total do espelho de exposição. De acordo com o sistema de avaliação de índice determinado pelo modelo, os erros de média e alta frequência dos espelhos de exposição devem ser melhores que 0,65 nm e 0,5 nm, respectivamente, e portanto, um sistema de exposição reflexiva fora do eixo de Φ300 mm foi fabricado adotando a tecnologia de processamento acima. Neste sistema, o RMS do espelho foi suprimido para 0 0,586 nm e 0,462 nm, e o erro periódico e o erro de faixa regular foram completamente eliminados. Finalmente, uma rede de difração de filme dielétrico multicamadas (MLD) com tamanho de 200 mm × 150 mm foi fabricada com sucesso usando este sistema de exposição, com uma eficiência média de difração de 98,1% no nível -1 e uma frente de onda de difração PV melhor de 0,3 comprimentos de onda.
Esta pesquisa para a fabricação de redes de difração de grande abertura fornece uma nova maneira, para o desenvolvimento subsequente de um dispositivo laser de alta potência de 100 pat-watts necessário para a rede de compressão de pulso em escala métrica estabeleceu a base técnica.
O trabalho relacionado foi apoiado pelo Programa Chave de P&D do Ministério da Ciência e Tecnologia, pelo Fundo Juvenil da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pelo Programa de Vela para Jovens Talentos Científicos e Tecnológicos da Comissão Municipal de Ciência e Tecnologia de Xangai e pelo Programa Municipal de Xangai Fundos Especiais para o Desenvolvimento de Indústrias Emergentes Estratégicas, entre outros fundos.
Fig. 1 Resultados de erro de frequência total do sistema de exposição de espelho parabólico fora do eixo de Φ300 mm: (a) Erro de formato facial de baixa frequência do espelho fora do eixo medido usando um interferômetro Zygo de 4- polegadas. (b) Imagens do erro de frequência média e distribuição do campo luminoso obtidas após filtragem conforme modelo; (c) Erro de alta frequência obtido usando um perfilador de luz branca Zygo com lente 20x e uma fotografia da máscara de grade medida por um microscópio. (d) Curva de densidade espectral de potência 1D.
Fig. 2 Frente de onda de difração e distribuição de eficiência da rede MLD de 200 mm × 150 mm: (a) frente de onda de difração de nível -1. (b) Frente de onda de difração de 0-nível. (c) frente de onda de difração de +1-nível. (d) Eficiência de difração da rede MLD a 1740 l/mm, com eficiência de difração uniforme dentro da abertura efetiva a 1053 nm (Ave=98,1%, σ=0,3%, Max {{ 12}},6%). (e) Uma imagem física da grade MLD usando o método de exposição por reflexão.
