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

1、 國內(nèi)圖書分類號：O434.1 學校代碼：10213 國際圖書分類號：535-3 密級：公開 工學碩士學位論文 工學碩士學位論文 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 碩 士 研 究 生： 崔懷愈 導 師： 趙永蓬教授 申 請 學 位： 工學碩士 學 科

2、 、 專 業(yè)： 物理電子學 所 在 單 位： 光電子信息科學與技術系 答 辯 日 期： 2013 年 7 月 授予學位單位： 哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 -I- 摘 要 為了探究 46.9nm 軟 X 射線激光與固體靶相互作用的過程， 為激光與氣體團簇靶相互作用打下基礎，本論文進行了柱面鏡和超環(huán)面鏡掠入射反射聚焦 46.9nm 軟X 射線激光燒蝕 Si 靶和 Cu 靶的實驗研究。掠入射反射聚焦能

3、夠保證激光的高反射率，適用于低能量激光的燒蝕實驗。在理論部分推導了聚焦鏡子午面與弧矢面的焦距公式，并且利用 ZEMAX 軟件模擬了柱面鏡和超環(huán)面鏡的聚焦光路，確定了光路的參數(shù)如掠入射角度、焦距和接收光屏擺放方向等。并對距離焦點不同位置的聚焦光斑的變化趨勢進行了模擬和分析，為燒蝕實驗的操作和燒蝕結(jié)果的分析提供了理論基礎。并且燒蝕實驗的結(jié)果驗證了理論計算和 ZEMAX 軟件模擬的正確性。 為了分析不同靶材對于柱面鏡聚焦效果的影響，分別進行了

4、柱面鏡燒蝕 Si 靶和 Cu 靶的實驗研究。在柱面鏡聚焦燒蝕 Si 靶的實驗過程中，利用掃描電鏡檢測了燒蝕結(jié)果，研究了 Si 靶燒蝕實驗中距離焦點不同位置以及同一位置不同激光脈沖個數(shù)累積所對燒蝕結(jié)果的影響，并對理論計算和 ZEMAX 軟件的模擬結(jié)果進行了驗證分析。利用燒蝕 Si 靶實驗中的光路參數(shù)和操作經(jīng)驗燒蝕 Cu 靶，分析了 Si和 Cu 由于材質(zhì)不同所呈現(xiàn)的燒蝕結(jié)果的不同， 并通過掃描電鏡高倍數(shù)放大觀察對比燒蝕區(qū)域與未燒蝕區(qū)域的微

5、觀結(jié)構(gòu)， 推測 X 射線激光對 Cu 靶的損傷機理為高光子能量的作用。 在超環(huán)面鏡聚焦燒蝕 Si 靶和 Cu 靶的實驗研究過程中，首先利用 YAG:Ce 閃耀屏捕捉激光的聚焦光斑形狀確定焦點位置，在焦點前后擺放 Si 靶分別進行了不同激光脈沖發(fā)次以及距離焦點不同位置的燒蝕實驗，并利用原子力顯微鏡和掃描電鏡檢測燒蝕結(jié)果并進行了損傷機理等分析。 在超環(huán)面鏡聚焦燒蝕Cu靶的過程中，進行了不同激光脈沖發(fā)次對 Cu 靶表面燒蝕影響的探究， 并利用