ניסויי קרינת לייזר אינטנסיביים של מטרות בקנה מידה של תת-מיקרומטר מבוצעים כיום בקצבי ירי איטיים. הפרוטוקול שלנו פתר אתגר זה על ידי הצבת מטרות אלה במהירות במוקד הלייזר באופן אוטומטי. מערכת היעד שלנו מאפשרת איסוף נתונים המשלבים מספר רב של צילומי לייזר עם פרמטרי מטרה שהשתנו במרווחים קטנים, כמו גם יישומים שנהנים ממינון קרינה כולל גבוה.
הדגמה חזותית של פרוטוקול זה תראה את הדקויות של תהליך ייצור הוופל ויישור היעד. הפגנת תהליך ייצור היעד הם מהנדסת התהליך נירית פורקי שמאי ונופר לבני. כדי להמציא את הישבן, השתמש 250 מיקרומטר עבה 100 מילימטר קוטר סיליקון לחץ גבוה רקיק במבנה גביש אפס אפס מצופה משני הצדדים עם סיליקון ניטרייד.
נקה את הוופל עם אצטון ועם isopropanol. ואז לסובב את הוופל עם HMDS מתנגד ליצור שכבת דבק. ספין מעיל הוופל עם AZ 1518 פוטורסיסט חיובי.
אופים את הוופל ב-100 מעלות למשך דקה. Photolithograph 1, 000 על ידי 1, 000 פתחים מרובעים מיקרומטר תחת ואקום, חושף את הוופל במחזור אחד ארבע עד שבע שניות למנורת UV 400 ננומטר כך הוופל חשוף שטף כולל של 40 joules לסנטימטר בריבוע. לאחר מכן השתמש במפתח AZ 726 כדי לחשוף את ניטרד הסיליקון ואמבטיה של מים מיובשים כדי לעצור את התהליך.
השתמש יון תגובתי תחריט כדי להסיר את ניטרד סיליקון במיקום של הריבועים. מניחים את הוופל באמבטיה NMP במשך 20 דקות כדי להסיר את ההתנגדות שיורית פוטורסיסט, לייצר העתק של המסכה על שכבת ניטרד סיליקון. ואז לשטוף אותו תחת מים מתוקים ולתת לו להתייבש.
לשקוע את הוופל בתסריט 30%90 מעלות צלזיוס אשלגן הידרוקסיד כדי תחריט את הסיליקון דרך הפתחים המרובעים. כדי להמציא את הצד הקדמי, חזור על ההליך שתואר קודם לכן עם מסכה בצורת שלוש טבעות קונצנטריות. השתמש יון תגובתי תחריט כדי להסיר את ניטרד סיליקון שבו הטבעות ממוקמות, ואחריו אמבטיה NMP כדי להסיר להתנגד שאריות פוטוריסטי.
מחוספס טבעות סיליקון על ידי טביעת רקיק בחומצה חנקתית בתמצית של 0.02 חנקת כסף טוחנת וארבעה פלואוריד מימן טוחן. בצד החרוט של הוופל, השתמש במכונת תצהיר אדים פיזית כדי ללטף שכבה של כמה מאות ננומטר זהב על גבי סרט של 10 ננומטר של טיטניום דבק, ניקל או כרום. לחסום את הקרן ולהביא את היעד הראשון לתצוגה תחת מיקרוסקופ הגדלה גבוהה.
כוון חיישן טריאנגולציה לטבעת המחוספסת הקרובה ביותר למטרה ותקליט את קריאת התזוזה שלו. השארת המיקרוסקופ במקום, להזיז את הוופל משם כדי לנקות את נתיב הקרן. השתמש בשתי המראות המתקפלות והמראה הפרבולית מחוץ לציר כדי ליישר את הקרן בה הספק נמוך לשדה התצוגה של המיקרוסקופ.
התאם את שלוש המראות הללו כדי לתקן אסטיגמציה בקרן. התוצאה צריכה להיות נקודת מוקד מוגבלת כמעט. חסום את קרן הלייזר והחזר את המטרה למוקד המיקרוסקופ.
לאחר מכן אמת את מיקומו באמצעות המיקרוסקופ וקריאת החיישנים הנעים. השתמש בתוכנה כדי ליישם משוב לולאה סגורה בין מניפולטור ציר המוקד של היעד לבין קריאת חיישן התזוזה באמצעות ערך התזוזה שתועד בעבר כנקודת הסט. לאחר מיקום הלולאה הסגורה הגיע למרחק סובלנות רצוי מנקודת הסט, הקרין את המטרה עם פעימת לייזר אחת בה הספק גבוה.
רשום נתונים מאבחון חלקיקים וחזור על התהליך עם היעד הבא שהובא לפוקוס על-ידי התוכנה. מערכת מסירת יעד זו הועסקה כדי להאיץ את היונים מהישבן של רדיד זהב בעובי 600 ננומטר. סדרת זמן של תזוזת היעד לאורך ציר המוקד מוצגת כאן.
הערכים יחסיים לנקודת המיקום המוקדית. הנקודות הירוקות מציינות מתי התזוזה של המטרה הייתה בתוך ערך סובלנות של מיקרומטר אחד מנקודת הסט, כאשר נורתה יריית לייזר. עקבות ספקטרומטר יון של תומסון פרבולה הושגו מ-14 הקרנות רצופות של מטרות רדיד זהב בעובי 600 ננומטר.
ספקטרום האנרגיה נגזר מהעקבות האלה. היציבות לשיא של אנרגיית הפרוטון המרבית הייתה בטווח של 10% בעקבות הליך זה, חקירות של האצת יון ואלקטרון מידור נוירונים רדידים מוצקים יכולות להתבצע באופן שיטתי.
