Pasukan penyelidikan yang diketuai oleh Bayanheshig dan Li Wenhao di Institut Optik Changchun, Mekanik dan Fizik Fine (CIOP), Akademi Sains China, telah membuat kemajuan yang ketara dalam mengawal gelombang difraksi dari gratings aperture besar.
Gratings difraksi, yang menggunakan struktur berkala untuk menyebarkan cahaya polychromatic, digunakan secara meluas dalam analisis spektrum dan modulasi gelombang. Walau bagaimanapun, kesilapan gelombang dalam gratings difraksi boleh merendahkan prestasi instrumen optik mewah. Dalam gabungan kurungan inersia (ICF), kesilapan gelombang yang disebabkan oleh grating menyebabkan distorsi rasuk laser, yang mempengaruhi kualiti laser denyutan ultra tinggi. Dalam spektrometer astronomi, kesilapan tersebut mengurangkan resolusi spektrum dan sensitiviti pengesanan. Dalam sistem pengukuran anjakan mesin CNC, mereka secara langsung berkompromi dengan ketepatan kedudukan. Oleh itu, kawalan ketepatan tinggi gelombang gelombang difraksi dalam gratings aperture besar telah menjadi cabaran kritikal dalam memajukan sistem optik mewah.
Litografi bidang gangguan mengimbas menawarkan penyelesaian dengan membolehkan modulasi fasa aktif masa nyata dari pinggiran gangguan, yang membolehkan fabrikasi gratings dengan kesilapan gelombang depan yang minimum. Teknik ini melibatkan tumpang tindih dua rasuk laser di pinggang mereka untuk membentuk medan gangguan skala milimeter pada substrat grating, manakala tahap pengimbasan dua dimensi mengawal proses pendedahan. Oleh itu, ketepatan pengukuran perpindahan peringkat secara langsung menentukan ketepatan gelombang grating. Walau bagaimanapun, interferometri laser konvensional sangat mudah terdedah kepada faktor persekitaran seperti suhu, kelembapan, dan tekanan udara, yang membawa kepada ketepatan kedudukan peringkat yang terdegradasi.
Untuk menangani isu ini, pasukan membangunkan teknik pengukuran anjakan interferometrik hibrid-laser. Ia menggabungkan interferometer grating jarak jauh (kurang terjejas oleh bunyi alam sekitar) untuk kedudukan kasar dengan interferometer laser jarak pendek untuk penyesuaian halus, menyelesaikan perdagangan antara julat pengukuran dan ketepatan. Pendekatan ini mencapai ketepatan kebolehulangan tahap ± 6 nm. Di samping itu, pasukan itu menubuhkan sistem metrologi bidang gangguan nano-ketepatan. Dengan mengintegrasikan sistem pengukuran dwi, mereka secara tepat mengira kesilapan anjakan dan pengedaran fasa rasuk pendedahan, membolehkan kawalan fasa dinamik untuk menjahit pinggiran gangguan bersebelahan dengan ketepatan sub-nanometer. Kaedah ini mengimbangi kesilapan alur grating yang disebabkan oleh gerakan panggung, memudahkan fabrikasi ketepatan tinggi gratings aperture besar.
Kajian ini menyediakan strategi baru untuk membuat gratings skala meter dengan ketepatan peringkat nanometer, kemajuan yang menjanjikan dalam laser tenaga tinggi, spektrometer ultra-ketepatan, dan teknologi pengukuran anjakan nanoscale.
Penemuan, yang bertajuk "Mengawal Penyimpangan Wavefront dari aperture besar dan ketepatan tinggi difraksi," telah diterbitkan dalam Cahaya: Sains & Aplikasi. Penyelidikan ini disokong oleh Program R & D Key Nasional, Yayasan Sains Asli Negara China, dan Persatuan Promosi Inovasi Remaja CAS.