超環(huán)面鏡聚焦46.9nm軟x射線激光燒蝕固體靶的實(shí)驗(yàn)研究

1、 國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：O434.1 學(xué)校代碼：10213 國(guó)際圖書分類號(hào)：535-3 密級(jí)：公開 工學(xué)碩士學(xué)位論文 工學(xué)碩士學(xué)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(shí)驗(yàn)研究 碩 士 研 究 生： 崔懷愈 導(dǎo) 師： 趙永蓬教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位： 工學(xué)碩士 學(xué) 科

2、 、 專 業(yè)： 物理電子學(xué) 所 在 單 位： 光電子信息科學(xué)與技術(shù)系 答 辯 日 期： 2013 年 7 月 授予學(xué)位單位： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)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(tuán)簇靶相互作用打下基礎(chǔ)，本論文進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。在理論部分推導(dǎo)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(duì)距離焦點(diǎn)不同位置的聚焦光斑的變化趨勢(shì)進(jìn)行了模擬和分析，為燒蝕實(shí)驗(yàn)的操作和燒蝕結(jié)果的分析提供了理論基礎(chǔ)。并且燒蝕實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算和 ZEMAX 軟件模擬的正確性。 為了分析不同靶材對(duì)于柱面鏡聚焦效果的影響，分別進(jìn)行了

4、柱面鏡燒蝕 Si 靶和 Cu 靶的實(shí)驗(yàn)研究。在柱面鏡聚焦燒蝕 Si 靶的實(shí)驗(yàn)過程中，利用掃描電鏡檢測(cè)了燒蝕結(jié)果，研究了 Si 靶燒蝕實(shí)驗(yàn)中距離焦點(diǎn)不同位置以及同一位置不同激光脈沖個(gè)數(shù)累積所對(duì)燒蝕結(jié)果的影響，并對(duì)理論計(jì)算和 ZEMAX 軟件的模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證分析。利用燒蝕 Si 靶實(shí)驗(yàn)中的光路參數(shù)和操作經(jīng)驗(yàn)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(duì)比燒蝕區(qū)域與未燒蝕區(qū)域的微

5、觀結(jié)構(gòu)， 推測(cè) X 射線激光對(duì) Cu 靶的損傷機(jī)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)位置，在焦點(diǎn)前后擺放 Si 靶分別進(jìn)行了不同激光脈沖發(fā)次以及距離焦點(diǎn)不同位置的燒蝕實(shí)驗(yàn)，并利用原子力顯微鏡和掃描電鏡檢測(cè)燒蝕結(jié)果并進(jìn)行了損傷機(jī)理等分析。 在超環(huán)面鏡聚焦燒蝕Cu靶的過程中，進(jìn)行了不同激光脈沖發(fā)次對(duì) Cu 靶表面燒蝕影響的探究， 并利用