超環(huán)面鏡聚焦46.9nm激光燒蝕銅表面的實驗研究
發(fā)布時間：2021-10-17 01:08
軟X射線激光與其它波段的激光相比,具有單光子能量高、波長短、脈沖瞬時功率高等特點。各國在軟X射線激光的應用方面進行了大量的探索,其中,軟X射線激光與物質的相互作用是研究的一個熱點,也是眾多應用方向的基礎。在材料方面,與金屬材料的相互作用報道較少。在聚焦方式方面,目前各國進行燒蝕實驗使用的聚焦鏡多是多層膜球面反射鏡,其聚焦光斑的光學畸變小,但接近正入射的角度損耗了大部分激光的能量。根據以上研究現狀,本論文使用超環(huán)面鏡對毛細管放電46.9nm激光與銅的相互作用進行了實驗研究。理論上,根據焦距公式初步計算超環(huán)面鏡的焦距,再模擬超環(huán)面鏡的聚焦光路。根據實際測得的非聚焦光斑的形狀設定模擬的非聚焦光斑的形狀。根據峰值功率密度隨探測器到焦平面距離的變化趨勢進一步確定焦平面的位置。研究探測器到焦平面的距離、入射角、超環(huán)面鏡的子午面曲率半徑等參數對模擬的聚焦光斑及其特性的影響。實驗上,確定了46.9nm激光的最佳出光條件,測量了46.9nm激光的非聚焦光斑,搭建了超環(huán)面鏡聚焦光路,測量了超環(huán)面鏡的反射率及聚焦光斑。利用不同曲率半徑的超環(huán)面鏡,在不同激光脈沖個數、距離焦平面不同位置等實驗條件下進行46.9...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
6.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1-146.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]圖1-246.9nm激光燒蝕銅靶的結果[2]2004年[6]，美國小組進行了毛細管放電46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的相關實驗。用掃描電鏡(SEM)檢測的燒蝕結果如圖1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分別為激光能量密度為0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的燒蝕結果，(a)為完整燒蝕圖案的一部分。從結果中可以看出，表面有熔化痕跡的存在，這是熱效應導致的，隨著激光能量密度的增加，燒蝕圖案明顯變小，且中心部分越來越深。實驗將46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的損傷閾值定為0.08J/cm2，燒蝕Si單質的損傷閾值定為0.7J/cm2。圖1-4是在激光能量密度為0.21J/cm2的條件下，使用透射電子顯微鏡(TEM)檢測到的燒蝕結果的截面圖像，其中(a)是熔融區(qū)，(b)是未熔融區(qū)的放大部分。從圖1-4中可以看出，由于激光能量密度過高，不僅Si/Sc多層膜遭到破壞，Si基底也受到了部分損傷。圖1-346.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜的球面鏡的結果[6]a)0.13J/cm2的燒蝕結果b)1.5J/cm2的燒蝕結果c)2.8J/cm2的燒蝕結果
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1-146.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]圖1-246.9nm激光燒蝕銅靶的結果[2]2004年[6]，美國小組進行了毛細管放電46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的相關實驗。用掃描電鏡(SEM)檢測的燒蝕結果如圖1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分別為激光能量密度為0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的燒蝕結果，(a)為完整燒蝕圖案的一部分。從結果中可以看出，表面有熔化痕跡的存在，這是熱效應導致的，隨著激光能量密度的增加，燒蝕圖案明顯變小，且中心部分越來越深。實驗將46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的損傷閾值定為0.08J/cm2，燒蝕Si單質的損傷閾值定為0.7J/cm2。圖1-4是在激光能量密度為0.21J/cm2的條件下，使用透射電子顯微鏡(TEM)檢測到的燒蝕結果的截面圖像，其中(a)是熔融區(qū)，(b)是未熔融區(qū)的放大部分。從圖1-4中可以看出，由于激光能量密度過高，不僅Si/Sc多層膜遭到破壞，Si基底也受到了部分損傷。圖1-346.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜的球面鏡的結果[6]a)0.13J/cm2的燒蝕結果b)1.5J/cm2的燒蝕結果c)2.8J/cm2的燒蝕結果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Cu,O共摻雜AlN晶體電子結構與光學性質研究[J]. 程麗,王德興,張楊,蘇麗萍,陳淑妍,王曉峰,孫鵬,易重桂. 物理學報. 2018(04)
[2]銅合金激光燒蝕的實驗觀測和動力學分析[J]. 王有圃,張行愚,趙圣之,楊旭東,劉華,梅良模,夏日源,譚春雨. 激光雜志. 1992(04)
博士論文
[1]毛細管放電46.9nm激光與固體靶相互作用的研究[D]. 崔懷愈.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]等離子體Z箍縮過程與類氖氬軟X射線激光的研究[D]. 姜杉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]小電流低氣壓毛細管放電軟X射線激光增益飽和輸出研究[D]. 謝耀.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]飛秒激光在透明玻璃及金屬膜中制備光功能微結構[D]. 郭忠義.哈爾濱工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]超環(huán)面鏡聚焦46.9nm軟X射線激光燒蝕固體靶的實驗研究[D]. 崔懷愈.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號：3440829
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
6.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1-146.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]圖1-246.9nm激光燒蝕銅靶的結果[2]2004年[6]，美國小組進行了毛細管放電46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的相關實驗。用掃描電鏡(SEM)檢測的燒蝕結果如圖1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分別為激光能量密度為0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的燒蝕結果，(a)為完整燒蝕圖案的一部分。從結果中可以看出，表面有熔化痕跡的存在，這是熱效應導致的，隨著激光能量密度的增加，燒蝕圖案明顯變小，且中心部分越來越深。實驗將46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的損傷閾值定為0.08J/cm2，燒蝕Si單質的損傷閾值定為0.7J/cm2。圖1-4是在激光能量密度為0.21J/cm2的條件下，使用透射電子顯微鏡(TEM)檢測到的燒蝕結果的截面圖像，其中(a)是熔融區(qū)，(b)是未熔融區(qū)的放大部分。從圖1-4中可以看出，由于激光能量密度過高，不僅Si/Sc多層膜遭到破壞，Si基底也受到了部分損傷。圖1-346.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜的球面鏡的結果[6]a)0.13J/cm2的燒蝕結果b)1.5J/cm2的燒蝕結果c)2.8J/cm2的燒蝕結果
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1-146.9nm激光燒蝕銅靶的光路圖[2]圖1-246.9nm激光燒蝕銅靶的結果[2]2004年[6]，美國小組進行了毛細管放電46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的相關實驗。用掃描電鏡(SEM)檢測的燒蝕結果如圖1-3所示，其中(a)、(b)、(c)分別為激光能量密度為0.13J/cm2、1.5J/cm2、2.8J/cm2的燒蝕結果，(a)為完整燒蝕圖案的一部分。從結果中可以看出，表面有熔化痕跡的存在，這是熱效應導致的，隨著激光能量密度的增加，燒蝕圖案明顯變小，且中心部分越來越深。實驗將46.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜球面鏡的損傷閾值定為0.08J/cm2，燒蝕Si單質的損傷閾值定為0.7J/cm2。圖1-4是在激光能量密度為0.21J/cm2的條件下，使用透射電子顯微鏡(TEM)檢測到的燒蝕結果的截面圖像，其中(a)是熔融區(qū)，(b)是未熔融區(qū)的放大部分。從圖1-4中可以看出，由于激光能量密度過高，不僅Si/Sc多層膜遭到破壞，Si基底也受到了部分損傷。圖1-346.9nm激光燒蝕Si/Sc多層膜的球面鏡的結果[6]a)0.13J/cm2的燒蝕結果b)1.5J/cm2的燒蝕結果c)2.8J/cm2的燒蝕結果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Cu,O共摻雜AlN晶體電子結構與光學性質研究[J]. 程麗,王德興,張楊,蘇麗萍,陳淑妍,王曉峰,孫鵬,易重桂. 物理學報. 2018(04)
[2]銅合金激光燒蝕的實驗觀測和動力學分析[J]. 王有圃,張行愚,趙圣之,楊旭東,劉華,梅良模,夏日源,譚春雨. 激光雜志. 1992(04)
博士論文
[1]毛細管放電46.9nm激光與固體靶相互作用的研究[D]. 崔懷愈.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]等離子體Z箍縮過程與類氖氬軟X射線激光的研究[D]. 姜杉.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]小電流低氣壓毛細管放電軟X射線激光增益飽和輸出研究[D]. 謝耀.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]飛秒激光在透明玻璃及金屬膜中制備光功能微結構[D]. 郭忠義.哈爾濱工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]超環(huán)面鏡聚焦46.9nm軟X射線激光燒蝕固體靶的實驗研究[D]. 崔懷愈.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號：3440829
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