超环面镜聚焦46.9nm激光烧蚀铜表面的实验研究
发布时间：2021-10-17 01:08
软X射线激光与其它波段的激光相比,具有单光子能量高、波长短、脉冲瞬时功率高等特点。各国在软X射线激光的应用方面进行了大量的探索,其中,软X射线激光与物质的相互作用是研究的一个热点,也是众多应用方向的基础。在材料方面,与金属材料的相互作用报道较少。在聚焦方式方面,目前各国进行烧蚀实验使用的聚焦镜多是多层膜球面反射镜,其聚焦光斑的光学畸变小,但接近正入射的角度损耗了大部分激光的能量。根据以上研究现状,本论文使用超环面镜对毛细管放电46.9nm激光与铜的相互作用进行了实验研究。理论上,根据焦距公式初步计算超环面镜的焦距,再模拟超环面镜的聚焦光路。根据实际测得的非聚焦光斑的形状设定模拟的非聚焦光斑的形状。根据峰值功率密度随探测器到焦平面距离的变化趋势进一步确定焦平面的位置。研究探测器到焦平面的距离、入射角、超环面镜的子午面曲率半径等参数对模拟的聚焦光斑及其特性的影响。实验上,确定了46.9nm激光的最佳出光条件,测量了46.9nm激光的非聚焦光斑,搭建了超环面镜聚焦光路,测量了超环面镜的反射率及聚焦光斑。利用不同曲率半径的超环面镜,在不同激光脉冲个数、距离焦平面不同位置等实验条件下进行46.9...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
6.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-146.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]图1-246.9nm激光烧蚀铜靶的结果[2]2004年[6]，美国小组进行了毛细管放电46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的相关实验。用扫描电镜(SEM)检测的烧蚀结果如图1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分别为激光能量密度为0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的烧蚀结果，(a)为完整烧蚀图案的一部分。从结果中可以看出，表面有熔化痕迹的存在，这是热效应导致的，随着激光能量密度的增加，烧蚀图案明显变小，且中心部分越来越深。实验将46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的损伤阈值定为0.08J/cm2，烧蚀Si单质的损伤阈值定为0.7J/cm2。图1-4是在激光能量密度为0.21J/cm2的条件下，使用透射电子显微镜(TEM)检测到的烧蚀结果的截面图像，其中(a)是熔融区，(b)是未熔融区的放大部分。从图1-4中可以看出，由于激光能量密度过高，不仅Si/Sc多层膜遭到破坏，Si基底也受到了部分损伤。图1-346.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜的球面镜的结果[6]a)0.13J/cm2的烧蚀结果b)1.5J/cm2的烧蚀结果c)2.8J/cm2的烧蚀结果
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-146.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]图1-246.9nm激光烧蚀铜靶的结果[2]2004年[6]，美国小组进行了毛细管放电46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的相关实验。用扫描电镜(SEM)检测的烧蚀结果如图1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分别为激光能量密度为0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的烧蚀结果，(a)为完整烧蚀图案的一部分。从结果中可以看出，表面有熔化痕迹的存在，这是热效应导致的，随着激光能量密度的增加，烧蚀图案明显变小，且中心部分越来越深。实验将46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的损伤阈值定为0.08J/cm2，烧蚀Si单质的损伤阈值定为0.7J/cm2。图1-4是在激光能量密度为0.21J/cm2的条件下，使用透射电子显微镜(TEM)检测到的烧蚀结果的截面图像，其中(a)是熔融区，(b)是未熔融区的放大部分。从图1-4中可以看出，由于激光能量密度过高，不仅Si/Sc多层膜遭到破坏，Si基底也受到了部分损伤。图1-346.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜的球面镜的结果[6]a)0.13J/cm2的烧蚀结果b)1.5J/cm2的烧蚀结果c)2.8J/cm2的烧蚀结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu,O共掺杂AlN晶体电子结构与光学性质研究[J]. 程丽,王德兴,张杨,苏丽萍,陈淑妍,王晓峰,孙鹏,易重桂. 物理学报. 2018(04)
[2]铜合金激光烧蚀的实验观测和动力学分析[J]. 王有圃,张行愚,赵圣之,杨旭东,刘华,梅良模,夏日源,谭春雨. 激光杂志. 1992(04)
博士论文
[1]毛细管放电46.9nm激光与固体靶相互作用的研究[D]. 崔怀愈.哈尔滨工业大学 2018
[2]等离子体Z箍缩过程与类氖氩软X射线激光的研究[D]. 姜杉.哈尔滨工业大学 2015
[3]小电流低气压毛细管放电软X射线激光增益饱和输出研究[D]. 谢耀.哈尔滨工业大学 2011
[4]飞秒激光在透明玻璃及金属膜中制备光功能微结构[D]. 郭忠义.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]超环面镜聚焦46.9nm软X射线激光烧蚀固体靶的实验研究[D]. 崔怀愈.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3440829
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
6.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-146.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]图1-246.9nm激光烧蚀铜靶的结果[2]2004年[6]，美国小组进行了毛细管放电46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的相关实验。用扫描电镜(SEM)检测的烧蚀结果如图1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分别为激光能量密度为0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的烧蚀结果，(a)为完整烧蚀图案的一部分。从结果中可以看出，表面有熔化痕迹的存在，这是热效应导致的，随着激光能量密度的增加，烧蚀图案明显变小，且中心部分越来越深。实验将46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的损伤阈值定为0.08J/cm2，烧蚀Si单质的损伤阈值定为0.7J/cm2。图1-4是在激光能量密度为0.21J/cm2的条件下，使用透射电子显微镜(TEM)检测到的烧蚀结果的截面图像，其中(a)是熔融区，(b)是未熔融区的放大部分。从图1-4中可以看出，由于激光能量密度过高，不仅Si/Sc多层膜遭到破坏，Si基底也受到了部分损伤。图1-346.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜的球面镜的结果[6]a)0.13J/cm2的烧蚀结果b)1.5J/cm2的烧蚀结果c)2.8J/cm2的烧蚀结果
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-146.9nm激光烧蚀铜靶的光路图[2]图1-246.9nm激光烧蚀铜靶的结果[2]2004年[6]，美国小组进行了毛细管放电46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的相关实验。用扫描电镜(SEM)检测的烧蚀结果如图1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分别为激光能量密度为0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的烧蚀结果，(a)为完整烧蚀图案的一部分。从结果中可以看出，表面有熔化痕迹的存在，这是热效应导致的，随着激光能量密度的增加，烧蚀图案明显变小，且中心部分越来越深。实验将46.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜球面镜的损伤阈值定为0.08J/cm2，烧蚀Si单质的损伤阈值定为0.7J/cm2。图1-4是在激光能量密度为0.21J/cm2的条件下，使用透射电子显微镜(TEM)检测到的烧蚀结果的截面图像，其中(a)是熔融区，(b)是未熔融区的放大部分。从图1-4中可以看出，由于激光能量密度过高，不仅Si/Sc多层膜遭到破坏，Si基底也受到了部分损伤。图1-346.9nm激光烧蚀Si/Sc多层膜的球面镜的结果[6]a)0.13J/cm2的烧蚀结果b)1.5J/cm2的烧蚀结果c)2.8J/cm2的烧蚀结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu,O共掺杂AlN晶体电子结构与光学性质研究[J]. 程丽,王德兴,张杨,苏丽萍,陈淑妍,王晓峰,孙鹏,易重桂. 物理学报. 2018(04)
[2]铜合金激光烧蚀的实验观测和动力学分析[J]. 王有圃,张行愚,赵圣之,杨旭东,刘华,梅良模,夏日源,谭春雨. 激光杂志. 1992(04)
博士论文
[1]毛细管放电46.9nm激光与固体靶相互作用的研究[D]. 崔怀愈.哈尔滨工业大学 2018
[2]等离子体Z箍缩过程与类氖氩软X射线激光的研究[D]. 姜杉.哈尔滨工业大学 2015
[3]小电流低气压毛细管放电软X射线激光增益饱和输出研究[D]. 谢耀.哈尔滨工业大学 2011
[4]飞秒激光在透明玻璃及金属膜中制备光功能微结构[D]. 郭忠义.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]超环面镜聚焦46.9nm软X射线激光烧蚀固体靶的实验研究[D]. 崔怀愈.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3440829
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