Author Affiliations
Abstract
1 Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics, Horia Hulubei National Institute for Physics and Nuclear Engineering, 077125 Magurele, Romania
2 Institut für Laser- und Plasmaphysik, Heinrich-Heine-Universität, 40225 Düsseldorf, Germany
Engineered targets are expected to play a key role in future high-power laser experiments calling for joined, extensive knowledge in materials properties, engineering techniques and plasma physics. In this work, we propose a novel patterning procedure of self-supported 10 μm thick Au and Cu foils for obtaining micrometre-sized periodic gratings as targets for high-power laser applications. Accessible techniques were considered, by using cold rolling, electron-beam lithography and the Ar-ion milling process. The developed patterning procedure allows efficient control of the grating and foil surface on large area. Targets consisting of patterned regions of 450 μm × 450 μm, with 2 μm periodic gratings, were prepared on 25 mm × 25 mm Au and Cu free-standing foils, and preliminary investigations of the micro-targets interacting with an ultrashort, relativistic laser pulse were performed. These test experiments demonstrated that, in certain conditions, the micro-gratings show enhanced laser energy absorption and higher efficiency in accelerating charge particle beams compared with planar thin foils of similar thickness.
laser driven plasmas on structured targets metallic foils micro-grating patterned targets 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(4): 040000e3
作者单位
摘要
南京理工大学 理学院, 江苏 南京 210094
基于显微白光干涉术,利用扫描干涉显微镜对四台阶面阵微光栅记录了128幅白光干涉图,并分别运用重心法、空间频域算法、移相算法及包络曲线拟合法对扫描干涉图进行了分析处理。被测微光栅的形貌及周期在各算法下均完全吻合,台阶总高最大相差0.8%。同时,用美国Veeco白光轮廓仪对同一样品的形貌及光栅周期进行了测试,数据显示两者结果非常吻合,仅台阶总高相差0.7%。研究结果表明,所采用的四种算法均适用于微观三维形貌的测量。
白光干涉 干涉显微镜 重心法 空间频域算法 移相算法 包络曲线拟合法 微光栅 white light interferometry interferometric microscope centre of gravity algorithm spatial frequency domain algorithm phase shift algorithm envelope fitting algorithm micro grating 
光学仪器
2017, 39(2): 1
作者单位
摘要
1 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 辽宁省微纳米及系统重点实验室, 辽宁 大连 116024
根据光学领域对高深宽比金属微器件的需求,利用UV-LIGA工艺在金属基底上制作了具有高深宽比的金属微光栅.采用分层曝光、一次显影的方法制作了微电铸用SU-8胶厚胶胶模,解决了高深宽比厚胶胶模制作困难的问题.由于电铸时间长易导致铸层缺陷,故采取分次电铸等措施得到了电铸光栅结构;同时通过线宽补偿的方法解决了溶胀引起的线宽变小问题.在去胶工序中,采用“超声-浸泡-超声”循环往复的方法.最终,制作了周期为130 μm、凸台长宽高为900 μm× 65 μm×243 μm的金属微光栅,其深宽比达到5,尺寸相对误差小于1%,表面粗糙度小于6.17 nm.本文提出的工艺方法克服了现有方法制作金属微光栅时高度有限、基底易碎等局限性,为在金属基底上制作高深宽比金属微光栅提供了一种可行的工艺参考方案.
金属微光栅 高深宽比 UV-LIGA工艺 SU-8厚胶 微电铸 metal micro-grating high aspect ratio UV-LIGA technology SU-8 thick photoresist micro electroforming 
光学 精密工程
2015, 23(3): 700
冯丽爽 1,2,*姚保寅 1,2刘惟芳 1,2王潇 1,2
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
2 北京航空航天大学 新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室, 北京 100191
介绍了一种以微米衍射光栅为敏感元件的微机电加速度计敏感头的加工和性能。硅质量块底部加工有铝反射膜, 透明玻璃基底上制作有金微米光栅, 中间为空气腔, 经硅玻璃阳极键合, 构成敏感头的核心敏感部件。光源透过透明基底, 照射在光栅上, 在反射场内会产生一系列衍射级次, 且各级次衍射光强与外界加速度之间呈函数关系。完成了微米光栅加速度计敏感头的加工, 搭建了实验测试平台, 完成了加速度计的灵敏度以及静电驱动性能测试。为未来新型集成式微米光栅加速度计设计和加工提供参考。
加速度传感器 微米光栅 光学干涉 静电驱动 acceleration sensor micro-grating optical interferometry electrostatic actuation 
强激光与粒子束
2015, 27(2): 024147
作者单位
摘要
苏州大学 信息光学工程研究所,江苏 苏州 215006
使用波长351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器作为光源,经过位相光栅分束,形成干涉光场,在硅表面直接刻蚀微结构,制作了周期为0.55 μm,槽深可达55 nm的一维微光栅和周期为1.25 μm,刻蚀深度45 nm的正交微光栅结构.给出了微光栅形貌结构的扫描电子显微镜和原子力显微镜的测量结果.正交微光栅的一级衍射效率在1.8%~6.3%之间.该研究是改变硅表面微结构,优化硅材料特性的一种新方法,并扩展了大功率激光刻蚀在表面微加工领域的应用.
光栅微结构 刻蚀 衍射效率  Micro-grating structure Ablation Diffraction efficiency Silicon 
光子学报
2009, 38(10): 2463
作者单位
摘要
苏州大学 信息光学工程研究所,江苏 苏州 215006
利用波长为351 nm的半导体抽运全固态脉冲激光器,采用双光束干涉方法,对金属镍板表面直接刻蚀形成微光栅结构的方法进行了实验研究.通过改变激光功率和激光脉冲数等实验参量,研究其对制备的微光栅结构槽形和一级衍射效率的影响.利用扫描电镜和原子力显微镜测量光栅槽形,测得光栅周期为1.25 μm,光栅槽深为10~280 nm,并测量了相应的衍射效率.发现当采用激光单脉冲能量为1.2 mJ,采用10个脉冲加工时,测得槽深为280 nm,一级衍射效率最高(18%)的微光栅结构.利用光栅的衍射理论对衍射效率变化进行了分析.该研究拓展了纳秒激光在加工微结构方面的应用,为在金属材料表面制作纳米压印模版提供了一种新方法.
纳秒激光 微光栅结构 衍射效率 刻蚀 Nanosecond laser Micro-grating structure Diffraction efficiency Ablation 
光子学报
2009, 38(6): 1525
作者单位
摘要
苏州大学 信息光学工程研究所,江苏 苏州 215006
利用波长为351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器,采用双光束干涉方法,对蒸镀在石英玻璃衬底上的铬薄膜直接刻蚀形成微光栅结构的方法进行了实验研究.通过实验,分析了激光能量和脉冲数与微光栅结构槽形和一级衍射效率之间的关系.利用光学显微镜和原子力显微镜检测分析光栅槽形,测得槽深为253 nm的最佳微光栅结构,并测得其在波长为532 nm的激光的一级衍射效率为6.5%.结果表明:在激光能量为1 150 μJ时,适当增加曝光脉冲数有利于提高制备光栅的槽深和一级衍射效率.
纳秒激光 微光栅结构 衍射效率 刻蚀 Nanosecond laser Micro-grating structure Diffraction efficiency Ablation 
光子学报
2009, 38(2): 241
作者单位
摘要
苏州大学信息光学工程研究所, 江苏 苏州 215006
研究了利用波长为532 nm的激光二极管抽运全固态激光器(DPSSL),采用双光束干涉手段,在镜面不锈钢表面直接刻蚀形成微光栅结构(MGS)的方法。通过实验,分析了激光功率、光束口径、双光束干涉角与光栅槽深和占宽比之间的关系。利用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对实验结果的检测分析表明,在激光功率为45 mW,双光束干涉角为20°的条件下,得到光栅周期为1.34 μm,槽深为300 nm的最佳微光栅结构。同时,在适当激光功率下,增加光栅周期,增加光束口径都能提高光栅槽深。
激光技术 纳秒激光 微光栅结构 刻蚀 镜面不锈钢 
中国激光
2008, 35(3): 448

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