Изследователски екип, ръководен от Bayanheshig и Li Wenhao от Института по оптика, фина механика и физика на Чанчун (CIOMP), Китайска академия на науките, постигна значителен напредък в контролирането на дифракционната вълна на решетките с големи аперти .
Diffraction gratings, which utilize periodic structures to disperse polychromatic light, are widely used in spectral analysis and wavefront modulation. However, wavefront errors in diffraction gratings can degrade the performance of high-end optical instruments. In inertial confinement fusion (ICF), grating-induced wavefront errors cause laser beam Изкривяване, засягащо ултра-интензивното импулсно лазерно качество . В астрономическите спектрометри такива грешки намаляват спектралната разделителна способност и чувствителността на откриване . в системите за измерване на изместване на машината на CNC, те пряко компрометират точността на позициониране ~ .}}}}}, следователно, те са в голяма част от различията на дифракцията в голяма част от тях, те директно компромисират точността на позициониране @ .}}}}}}}, следователно, те са големи разделителни пътища в дифракция in-iner, те са в голяма степен в голяма част от тях. Станете критично предизвикателство при напредването на оптичните системи от висок клас .
Scanning interference field lithography offers a solution by enabling real-time active phase modulation of interference fringes, allowing the fabrication of gratings with minimal wavefront errors. This technique involves overlapping two laser beams at their waists to form a millimeter-scale interference field on the grating substrate, while a two-dimensional scanning stage controls the exposure process. Consequently, the stage's displacement measurement accuracy directly determines the grating's wavefront precision. However, conventional laser interferometry is highly susceptible to environmental factors like temperature, humidity, and air pressure, leading to degraded stage positioning accuracy.
To address this issue, the team developed a hybrid grating-laser interferometric displacement measurement technique. It combines a long-range grating interferometer (less affected by environmental noise) for coarse positioning with a short-range laser interferometer for fine adjustments, resolving the trade-off between measurement range and precision. This approach achieves a stage repeatability accuracy of ±6 nm. Additionally, the team established a nano-precision interference field metrology system. By integrating dual measurement systems, they accurately quantified stage displacement errors and exposure beam phase distribution, enabling dynamic phase control to stitch adjacent interference fringes with sub-nanometer precision. This method compensates for grating groove Грешки, предизвикани от движение на сцената, улесняване на високоточно производство на сгъстители с големи аперти .
Това проучване предоставя нова стратегия за производство на решетки с мащаб на метри с точност на нанометър на ниво, обещаващи напредък във високоенергийните лазери, ултра-прецизни спектрометри и технологии за измерване на наноразмерно изместване .
The findings, titled "Controlling the wavefront aberration of a large-aperture and high-precision holographic diffraction grating," were published in Light: Science & Applications. The research was supported by the National Key R&D Program, National Natural Science Foundation of China, and CAS Youth Innovation Promotion Association.