Et forskerteam ledet af Bayanheshig og Li Wenhao ved Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP), Chinese Academy of Sciences, har gjort betydelige fremskridt med at kontrollere diffraktionsbølgefront af store punkter.
Diffraktionsgitter, der anvender periodiske strukturer til at sprede polychromatisk lys, er vidt brugt i spektral analyse og bølgefrontmodulation. Imidlertid kan bølgefrontfejl i diffraktionsgitter forringe ydelsen af avancerede optiske instrumenter. I inertial indeslutningsfusion (ICF) forårsager gitterinducerede bølgefrontfejl laserstråleforvrængning, hvilket påvirker ultrahøj intensitet puls laserkvalitet. I astronomiske spektrometre reducerer sådanne fejl spektral opløsning og detektionsfølsomhed. I CNC -maskinefortrængningsmålingssystemer kompromitterer de direkte positioneringsnøjagtighed. Derfor er højpræcisionskontrol af diffraktionsbølgefronter i riste med store aperier blevet en kritisk udfordring ved at fremme avancerede optiske systemer.
Scanning af interferensfelt-litografi tilbyder en løsning ved at muliggøre realtidsaktiv fasemodulering af interferensfronter, hvilket tillader fremstilling af riste med minimale bølgefrontfejl. Denne teknik involverer overlappende to laserstråler i deres taljer for at danne et millimeterskala interferensfelt på gittersubstratet, mens en to-dimensionel scanningstrin kontrollerer eksponeringsprocessen. Følgelig bestemmer scenens forskydningsmålingsnøjagtighed direkte gitterets bølgefrontpræcision. Konventionel laserinterferometri er imidlertid meget modtagelig for miljøfaktorer som temperatur, fugtighed og lufttryk, hvilket fører til nedbrudt scenepositioneringsnøjagtighed.
For at løse dette problem udviklede teamet en hybrid gitter-laser interferometrisk forskydningsmålingsteknik. Det kombinerer et langtrækkende gitterinterferometer (mindre påvirket af miljømæssig støj) til grov positionering med et kortdistancelaserinterferometer til fine justeringer, der løser afvejen mellem måleområde og præcision. Denne fremgangsmåde opnår en scenegensionerbarhedsnøjagtighed på ± 6 nm. Derudover etablerede teamet et nano-præcisions interferensfelt metrologisystem. Ved at integrere dobbeltmålingssystemer kvantificerede de nøjagtigt fasefortrængningsfejl og eksponeringsbjælkefasefordeling, hvilket gør det muligt for dynamisk fasekontrol at sy tilstødende interferens frynser med sub-nanometer præcision. Denne metode kompenserer for ristningsfejl induceret af scenebevægelse, hvilket letter fremstilling af høj præcision af riste med store ajusture.
Denne undersøgelse giver en ny strategi til fremstilling af målerskala-riste med nøjagtighed på nanometerniveau, lovende fremskridt i lasere med høj energi, ultra-præcisionsspektrometre og nanoskala-forskydningsmålingsteknologier.
Resultaterne med titlen "Kontrol af bølgefrontafvigelsen af en stor-pisk og høj-præcision holografisk diffraktionsgitter" blev offentliggjort i Light: Science & Applications. Forskningen blev støttet af National Key F & U -programmet, National Natural Science Foundation of China og CAS Youth Innovation Promotion Association.