Az ultranagy intenzitású, ultrarövid impulzusú lézerek megjelenése és gyors fejlődése soha nem látott extrém fizikai feltételeket és vadonatúj kísérleti eszközöket biztosított az emberiség számára, és a nemzetközi lézertudomány és -technológia legújabb határterületévé, valamint a verseny fókuszterületévé vált. . Az ultra-nagy intenzitású ultrarövid lézerkészülék központi eleme az impulzuskompressziós rács, és a rács rekesznyílása határozza meg a lézer kimeneti teljesítményének felső határát. A finomsugaras szkennelési expozíció, a statikus interferencia-mező átviteli expozíció, az expozíciós splicing és a mechanikus feliratozás és egyéb módszerek hazai és külföldi fejlesztése nem rendelkezik a kétirányú mérőskála rács előkészítési lehetőségeivel.
1. ábra A Φ300 mm-es tengelyen kívüli parabolatükör-exponálási rendszer teljes frekvenciájú hibaeredményei: (a) A tengelyen kívüli tükör alacsony frekvenciájú felületi alakhibája 4- hüvelykes Zygo interferométerrel mérve. (b) A modell szerinti szűrés után kapott képek a középfrekvenciás hibáról és a fénytéreloszlásról; (c) Nagyfrekvenciás hiba, amelyet egy 20-szoros lencsével ellátott Zygo fehér fényprofilozóval és a rácsmaszk mikroszkóppal mért fényképével kaptunk. (d) 1D teljesítmény spektrális sűrűséggörbe.
A Shanghai Optical Machinery Intézet (SIOM) egy innovatív sémát javasolt méteres léptékű impulzusos kompressziós rácsok előállítására, nagy átmérőjű, tengelyen kívüli, tükröződő expozíciós rendszerrel. A program lényege, hogy nagy pontosságú tengelyen kívüli parabolatükrök segítségével két párhuzamos fénysugarat alakítanak ki, hogy nagy léptékben egyenletes expozíciós fénymezőt hozzunk létre, és a fénytér egyenletességét főként az off felületi hibája határozza meg. -tengelyes parabolatükrök, különösen közép- és nagyfrekvenciás hibák esetén. A fénymező egyenletességére vonatkozó gyártási hibák kvantitatív értékelési rendszerének hiánya és az ehhez kapcsolódó nagy pontosságú megmunkálási folyamat, a hibák következetes konvergenciájával a frekvenciatartományban, még mindig nincs sikeres precedens.
A szabad fénytér diffrakciós elmélete alapján a csapat felállított egy leképezési modellt a visszaverődésnek kitett tengelyen kívüli parabolatükrök felületén fellépő frekvenciasáv hibája és az expozíciós fénytér homogenitása között, és kvantitatív indexrendszert hozott létre a frekvenciára. A tükörfelület alakjának sávhibáját, majd innovatív feldolgozási technológiát terjesztettek elő az expozíciós tükör teljes frekvenciasáv hibájának egyhangú konvergenciájára. A modell által meghatározott indexértékelő rendszer szerint az expozíciós tükrök közép- és nagyfrekvenciás hibáinak jobbnak kell lenniük, mint 0,65 nm, illetve 0,5 nm-nél, ezért Φ300 mm-es tengelyen kívüli visszaverő expozíciós rendszert állítottak elő a fenti feldolgozási technológia alkalmazásával. Ebben a rendszerben a tükör RMS-ét 0,586 nm-re és 0,462 nm-re csökkentették, és teljesen kiküszöbölték a periodikus hibát és a szabályos csíkhibát. Végül ezzel az expozíciós rendszerrel sikeresen elkészítettek egy 200 mm×150 mm méretű többrétegű dielektromos film (MLD) diffrakciós rácsot, amelynek átlagos diffrakciós hatásfoka -1 szinten 98,1%, diffrakciós hullámfrontja pedig jobb PV. 0,3 hullámhossznál.
Ez a nagy apertúrájú diffrakciós rács gyártására irányuló kutatás új módot ad a 100 pat watt teljesítményű, nagy teljesítményű lézerkészülék későbbi fejlesztésére, amely a méter szintű impulzuskompressziós rácshoz szükséges a műszaki alapok lefektetéséhez.
2. ábra Diffrakciós hullámfront és a 200 mm×150 mm-es MLD rács hatékonysági eloszlása: (a) -1 szintű diffrakciós hullámfront. (b) 0-szintű diffrakciós hullámfront. (c) +1-szintű diffrakciós hullámfront. (d) Az MLD rács diffrakciós hatékonysága 1740 l/mm-nél, egyenletes diffrakciós hatásfokkal az effektív apertúrán belül 1053 nm-en (Átl.=98.1%, σ=0.3%, Max {{ 12}},6%). (e) Az MLD rács fizikai képe a reflexiós expozíciós módszerrel.
