เมื่อเร็ว ๆ นี้ ภาควิชาเทคโนโลยีส่วนประกอบเลเซอร์กำลังสูงและวิศวกรรมของสถาบันออพติกและเครื่องจักรความแม่นยำแห่งเซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (SIPM, CAS) มีความก้าวหน้าใหม่ในการวิจัยระบบดัชนีของส่วนประกอบทางแสงของตะแกรงการบีบอัดแบบพัลซิ่ง ระบบการเปิดรับแสงโฮโลแกรมแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริกแบบคงที่แบบลำแสงคู่และกระบวนการควบคุมความเป็นเนื้อเดียวกันของสนามแสงที่ได้รับ นับเป็นครั้งแรกที่การวิจัยได้สร้างระบบการประเมินเชิงปริมาณสำหรับความสม่ำเสมอของสนามแสงของการสะท้อนแสง และประสบความสำเร็จในการตรวจสอบการใช้งานในระบบการสัมผัสการสะท้อนแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ผลการวิจัยสรุปได้เป็น "ข้อกำหนดและการควบคุมข้อผิดพลาดความถี่เชิงพื้นที่ของส่วนประกอบในการรับแสงโฮโลแกรมแบบคงที่ด้วยเลเซอร์แบบสองลำแสงสำหรับผ้าตะแกรงการบีบอัดพัลส์" ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ใน High Power Laser Science and Engineering ภายใต้หัวข้อ "ข้อมูลจำเพาะและการควบคุมข้อผิดพลาดความถี่เชิงพื้นที่ของส่วนประกอบในการเปิดรับแสงโฮโลแกรมแบบคงที่ด้วยเลเซอร์แบบสองลำแสงสำหรับการผลิตตะแกรงการบีบอัดพัลส์"
การเกิดขึ้นและการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษที่มีความเข้มสูงเป็นพิเศษทำให้เกิดสภาวะทางกายภาพที่รุนแรงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนและวิธีการทดลองใหม่สำหรับมนุษย์ และได้กลายเป็นขอบเขตล่าสุดของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเลเซอร์ระดับนานาชาติและเป็นจุดสนใจของการแข่งขัน ตะแกรงบีบอัดแบบพัลส์เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์เลเซอร์ที่มีความเข้มสูงและสั้นเป็นพิเศษ และรูรับแสงของตะแกรงจะกำหนดขีดจำกัดบนของกำลังเอาต์พุตเลเซอร์ การพัฒนาในประเทศและต่างประเทศของการเปิดรับการสแกนลำแสงละเอียด การเปิดรับการส่งผ่านสัญญาณรบกวนแบบคงที่ การต่อการสัมผัสและการขีดเขียนทางกล และวิธีการอื่น ๆ ไม่มีความสามารถในการเตรียมตะแกรงขนาดมิเตอร์แบบสองทิศทาง
สถาบันเครื่องจักรเกี่ยวกับแสงแห่งเซี่ยงไฮ้ (SIOM) ได้เสนอโครงการนวัตกรรมเพื่อสร้างตะแกรงการบีบอัดพัลส์ขนาดมิเตอร์โดยใช้ระบบรับแสงสะท้อนนอกแกนลำกล้องขนาดใหญ่ แกนหลักของโปรแกรมคือการใช้กระจกพาราโบลานอกแกนที่มีความแม่นยำสูงเพื่อสร้างลำแสงคู่ขนานเพื่อสร้างสนามแสงแสงที่สม่ำเสมอที่หลากหลาย และความสม่ำเสมอของสนามแสงส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยกระจกพาราโบลานอกแกน ข้อผิดพลาดของพื้นผิวโดยเฉพาะในข้อผิดพลาดความถี่สูง เนื่องจากขาดระบบการประเมินเชิงปริมาณของข้อผิดพลาดในการผลิตเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของสนามแสงและกระบวนการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงที่เกี่ยวข้องซึ่งมีการบรรจบกันของข้อผิดพลาดที่สม่ำเสมอตลอดช่วงความถี่ จึงยังไม่มีแบบอย่างที่ประสบความสำเร็จ
จากทฤษฎีการเลี้ยวเบนของสนามแสงอิสระ ทีมงานได้สร้างแบบจำลองการทำแผนที่ระหว่างข้อผิดพลาดของย่านความถี่บนพื้นผิวของกระจกพาราโบลานอกแกนที่สะท้อนและเห็นความเป็นเนื้อเดียวกันของสนามแสงที่เปิดรับแสง และสร้างระบบดัชนีเชิงปริมาณสำหรับความถี่ ข้อผิดพลาดของแถบความถี่ของรูปร่างพื้นผิวกระจกแล้วนำเสนอเทคโนโลยีการประมวลผลที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับการบรรจบกันอย่างเป็นเอกฉันท์ของข้อผิดพลาดแถบความถี่เต็มของกระจกรับแสง ตามระบบการประเมินดัชนีที่กำหนดโดยแบบจำลอง ข้อผิดพลาดช่วงกลางและความถี่สูงของกระจกรับแสงควรจะดีกว่า 0.65 nm และ 0.5 nm ตามลำดับ ดังนั้น ระบบการสะท้อนแสงนอกแกนขนาด Φ300 มม. ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นโดยการนำเทคโนโลยีการประมวลผลข้างต้นมาใช้ ในระบบนี้ RMS ของกระจกถูกระงับไว้ที่ 0.586 nm และ 0.462 nm และข้อผิดพลาดเป็นระยะและข้อผิดพลาดแถบปกติก็ถูกกำจัดออกไปโดยสิ้นเชิง ในที่สุด เกรตติงการเลี้ยวเบนของฟิล์มไดอิเล็กทริกหลายชั้น (MLD) ที่มีขนาด 200 มม. × 150 มม. ถูกสร้างขึ้นได้สำเร็จโดยใช้ระบบรับแสงนี้ โดยมีประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนเฉลี่ย 98.1% ที่ระดับ -1 และ PV หน้าคลื่นการเลี้ยวเบนดีกว่า ความยาวคลื่นมากกว่า 0.3
การวิจัยเพื่อการผลิตตะแกรงเลี้ยวเบนรูรับแสงขนาดใหญ่นี้เป็นแนวทางใหม่สำหรับการพัฒนาอุปกรณ์เลเซอร์กำลังสูง 100 pat-watt ในเวลาต่อมาซึ่งจำเป็นสำหรับตะแกรงการบีบอัดพัลส์ขนาดมิเตอร์เป็นรากฐานทางเทคนิค
งานที่เกี่ยวข้องได้รับการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, กองทุนเยาวชนของมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน, โครงการล่องเรือผู้มีความสามารถพิเศษด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเทศบาลนครเซี่ยงไฮ้ และโครงการล่องเรือที่มีพรสวรรค์ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งนครเซี่ยงไฮ้ กองทุนพิเศษเพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงยุทธศาสตร์ รวมถึงกองทุนอื่นๆ
รูปที่ 1 ผลลัพธ์ข้อผิดพลาดความถี่เต็มของระบบรับแสงกระจกพาราโบลานอกแกน Φ300 มม.: (a) ข้อผิดพลาดรูปร่างใบหน้าความถี่ต่ำของกระจกนอกแกนที่วัดโดยใช้อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ Zygo 4- นิ้ว (b) รูปภาพของข้อผิดพลาดความถี่กลางและการกระจายสนามแสงที่ได้รับหลังจากการกรองตามแบบจำลอง (c) ข้อผิดพลาดความถี่สูงที่ได้รับจากการใช้โปรไฟล์แสงสีขาวของ Zygo พร้อมเลนส์ 20x และรูปถ่ายของหน้ากากตะแกรงที่วัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ (d) เส้นโค้งความหนาแน่นสเปกตรัมพลังงาน 1D
รูปที่ 2 หน้าคลื่นการเลี้ยวเบนและการกระจายประสิทธิภาพของตะแกรง MLD ขนาด 200 มม.×150 มม.: (a) หน้าคลื่นการเลี้ยวเบนระดับ -1 (b) 0-หน้าคลื่นการเลี้ยวเบนระดับ (c) +1-หน้าคลื่นการเลี้ยวเบนระดับ (d) ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนของตะแกรง MLD ที่ 1,740 ลิตร/มม. โดยมีประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนที่สม่ำเสมอภายในรูรับแสงใช้งานจริงที่ 1,053 นาโนเมตร (Ave=98.1%, σ=0.3%, สูงสุด {{ 12}}.6%) (e) ภาพทางกายภาพของตะแกรง MLD โดยใช้วิธีการรับแสงสะท้อน
