초고강도, 초단 펄스 레이저의 출현과 급속한 발전은 인류에게 전례 없는 극한의 물리적 조건과 새로운 실험 수단을 제공했으며, 국제 레이저 과학 기술의 최신 개척지이자 경쟁의 초점 분야가 되었습니다. . 펄스 압축 격자는 초고강도 초단거리 레이저 장치의 핵심 부품으로, 격자의 조리개에 따라 레이저 출력 전력의 상한이 결정됩니다. 미세 빔 스캐닝 노광, 정적 간섭 전계 전송 노광, 노광 접합 및 기계적 스크라이빙 및 기타 방법의 국내외 개발에는 양방향 미터 규모 격자 준비 기능이 없습니다.
그림 1 Φ300mm 축외 포물선형 거울 노광 시스템의 전체 주파수 오차 결과: (a) 4-인치 Zygo 간섭계로 측정한 축외 거울의 저주파 표면 형상 오차. (b) 모델에 따라 필터링한 후 얻은 중간 주파수 오류 및 광 필드 분포 사진; (c) 20x 렌즈가 있는 Zygo 백색광 프로파일러와 현미경으로 측정된 격자 마스크 사진을 사용하여 얻은 고주파 오류입니다. (d) 1D 전력 스펙트럼 밀도 곡선.
SIOM(Shanghai Institute of Optical Machinery)은 대구경 축외 반사 노출 시스템을 사용하여 미터 규모의 펄스 압축 격자를 제작하는 혁신적인 방식을 제안했습니다. 프로그램의 핵심은 고정밀 오프축 포물면 거울을 사용하여 두 개의 평행한 광선을 형성하여 대규모로 균일한 노출 조명 필드를 구성하는 것이며, 라이트 필드 균일성은 주로 오프의 표면 오차에 의해 결정됩니다. -축 포물선 거울, 특히 중간 및 고주파 오류에서. 명시야 균일성에 대한 제조 오류에 대한 정량적 평가 시스템이 부족하고 주파수 범위 전반에 걸쳐 오류가 일관되게 수렴되는 관련 고정밀 가공 프로세스로 인해 아직 성공적인 선례가 없습니다.
연구팀은 자유광장 회절 이론을 바탕으로 반사노출된 오프축 포물선 거울 표면의 주파수 대역 오차와 노광광장의 균질성 간의 매핑 모델을 구축하고, 주파수에 대한 정량적 지표 시스템을 구축했다. 거울 표면 형상의 대역 오류를 해결하고 노광 거울의 전체 주파수 대역 오류를 만장일치로 수렴하는 혁신적인 처리 기술을 제시합니다. 모델에 의해 결정된 지수 평가 시스템에 따르면 노광 거울의 중주파 오차와 고주파 오차는 각각 0.65 nm 및 0.5 nm보다 좋아야 하므로, 위의 가공 기술을 적용하여 Φ300 mm의 축외 반사 노광 시스템을 제작했습니다. 이 시스템에서는 미러의 RMS가 0.586 nm 및 0.462 nm로 억제되었으며 주기 오류와 일반 스트라이프 오류가 완전히 제거되었습니다. 마지막으로, 이 노광 시스템을 사용하여 200mm×150mm 크기의 다층 유전체 필름(MLD) 회절 격자를 성공적으로 제작했으며, -1 수준에서 평균 회절 효율은 98.1%이고 회절 파면 PV는 더 좋습니다. 0.3파장 이상.
대구경 회절 격자 제조를 위한 본 연구는 미터급 펄스 압축 격자에 필요한 100pat-watt 고출력 레이저 장치의 후속 개발을 위한 새로운 방법을 제공하여 기술적 기반을 마련합니다.
그림 2 200mm×150mm MLD 격자의 회절 파면 및 효율 분포: (a) -1 수준 회절 파면. (b) 0-레벨 회절 파면. (c) +1-레벨 회절 파면. (d) 1740 l/mm에서 MLD 격자의 회절 효율, 1053 nm의 유효 조리개 내에서 균일한 회절 효율(Ave=98.1%, σ=0.3%, Max {{ 12}}.6%). (e) 반사 노출 방법을 사용한 MLD 격자의 물리적 이미지.
