Name: automated delivery of microfabricated targets for intense laser irradiation experiments
Uploaded: 2021-01-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי הקרן למדע ישראל, להעניק מס' 1135/15 ולתכנית מנהיגות STEM צוקרמן, ישראל, אשר זוכה להכרה בהכרת תודה. כמו כן, אנו מכירים בתמיכת קרן פאזי, מענק #27707241 ומענק מס' 1025495. המחברים רוצים להכיר בחביבות במרכז האוניברסיטאי תל אביב לננו-מדע וננוטכנולוגיה

1. ייצור מטרה
הערה: איור 2 ואיור 3 ממחישים את תהליך הייצור של רדידות זהב עצמאיות.
<ol><li>צד אחורי<ol>
<li>השתמש וופל סיליקון בעובי 250 μm, 100 מ"מ, וופל סיליקון בלחץ גבוה במבנה גביש <100> , מצופה משני הצדדים עם ניטרוד סיליקון.</li>
		<li>לנקות את הוופל באמצעות אצט...

<ol>
	<li>Snavely, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intense+High-Energy+Proton+Beams+from+Petawatt-Laser+Irradiation+of+Solids.">Intense High-Energy Proton Beams from Petawatt-Laser Irradiation of Solids.</a> Physical Review Letters. 85, 4945 (2000).</li><li>Tosaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+laser-driven+ion+energies+for+fusion+fast-ignition+research.">Evaluation of laser-driven ion energies for fusion fast-ignition research.</a> Progress of Theoretical and Experimental Physics. 2017 (10), 103 (2017).</li><li>Borghesi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proton+imaging:+a+diagnostic+for+inertial+confinement+fusion/fast+ignitor+studies+Related+content+Inertial+confinement+fusion+and+fast+ignitor+studies.">Proton imaging: a diagnostic for inertial confinement fusion/fast ignitor studies Related content Inertial confinement fusion and fast ignitor studies.</a> Plasma Physics and Controlled Fusion. 43, 12 (2001).</li><li>Malka, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practicability+of+proton+therapy+using+compact+laser+systems.">Practicability of proton therapy using compact laser systems.</a> Medical Physics. 31 (6), 1587-1592 (2004).</li><li>Roth, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-Driven+Neutron+Source+Based+on+the+Relativistic+Transparency+of+Solids.">Laser-Driven Neutron Source Based on the Relativistic Transparency of Solids.</a> Physical Review Letters. 110, 044802 (2013).</li><li>Noaman-Ul-Haq, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+laser+driven+protons+using+a+high-repetition-rate+tape+drive+target+system.">Statistical analysis of laser driven protons using a high-repetition-rate tape drive target system.</a> Physical Review Accelerators and Beams. 20 (4), 41301 (2017).</li><li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protons+and+electrons+generated+from+a+5-&#956;m+thick+copper+tape+target+irradiated+by+s-,+circularly-,+and+p-polarized+55-fs+laser+pulses.">Protons and electrons generated from a 5-&#956;m thick copper tape target irradiated by s-, circularly-, and p-polarized 55-fs laser pulses.</a> Physics Letters, Section A: General, Atomic and Solid State Physics. 369 (5-6), 483-487 (2007).</li><li>Shaw, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-peak-power+surface+high-harmonic+generation+at+extreme+ultra-violet+wavelengths+from+a+tape.">High-peak-power surface high-harmonic generation at extreme ultra-violet wavelengths from a tape.</a> Journal of Applied Physics. 114 (4), 43106 (2013).</li><li>Fill, E., Bayerl, J., Tommasini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+tape+target+for+use+with+repetitively+pulsed+lasers.">A novel tape target for use with repetitively pulsed lasers.</a> Review of Scientific Instruments. 73 (5), 2190-2192 (2002).</li><li>Morrison, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MeV+proton+acceleration+at+kHz+repetition+rate+from+ultra-intense+laser+liquid+interaction.">MeV proton acceleration at kHz repetition rate from ultra-intense laser liquid interaction.</a> New Journal of Physics. 20 (2), 22001 (2018).</li><li>Margarone, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proton+Acceleration+Driven+by+a+Nanosecond+Laser+from+a+Cryogenic+Thin+Solid-Hydrogen+Ribbon.">Proton Acceleration Driven by a Nanosecond Laser from a Cryogenic Thin Solid-Hydrogen Ribbon.</a> Physical Review X. 6, 041030 (2016).</li><li>Prencipe, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targets+for+high+repetition+rate+laser+facilities:+needs,+challenges+and+perspectives.">Targets for high repetition rate laser facilities: needs, challenges and perspectives.</a> High Power Laser Science and Engineering. 5, 17 (2017).</li><li>Porat, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+direct-laser-production+of+relativistic+surface+harmonics.">Towards direct-laser-production of relativistic surface harmonics.</a> Proceedings Volume 11036, Relativistic Plasma Waves and Particle Beams as Coherent and Incoherent Radiation Sources III. , 110360 (2019).</li><li>Gershuni, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gatling-gun+target+delivery+system+for+high-intensity+laser+irradiation+experiments.">A gatling-gun target delivery system for high-intensity laser irradiation experiments.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 934, 58-62 (2019).</li><li>Jung, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+high+resolution+and+high+dispersion+Thomson+parabola.">Development of a high resolution and high dispersion Thomson parabola.</a> Review of Scientific Instruments. 82 (1), 13306 (2011).</li><li>Cobble, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+Thomson+parabola+for+ion+analysis.">High-resolution Thomson parabola for ion analysis.</a> Review of Scientific Instruments. 82 (11), 113504 (2011).</li><li>Man&#269;i&#263;, A., Fuchs, J., Antici, P., Gaillard, S. A., Audebert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absolute+calibration+of+photostimulable+image+plate+detectors+used+as+high-energy+proton+detectors.">Absolute calibration of photostimulable image plate detectors used as high-energy proton detectors.</a> Review of Scientific Instruments. 79, 73301 (2008).</li><li>Mattox, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Processing. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing. , (2007).</li><li>Astrom, K. J., Murray, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. , (2006).</li><li>Passoni, M., Bertagna, L., Zani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Target+normal+sheath+acceleration:+Theory,+comparison+with+experiments+and+future+perspectives.">Target normal sheath acceleration: Theory, comparison with experiments and future perspectives.</a> New Journal of Physics. 12, 045012 (2010).</li><li>Roth, M., Schollmeier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+Acceleration:+TNSA.">Ion Acceleration: TNSA.</a> Laser-Plasma Interactions and Applications. , 303-350 (2013).</li><li>Zaffino, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+proton+acceleration+from+a+3+TW+table-top+laser+interacting+with+submicrometric+mass-produced+solid+targets.">Efficient proton acceleration from a 3 TW table-top laser interacting with submicrometric mass-produced solid targets.</a> Journal of Physics Communications. 2 (4), 41001 (2018).</li><li>Harres, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+calibration+of+a+Thomson+parabola+with+microchannel+plate+for+the+detection+of+laser-accelerated+MeV+ions.">Development and calibration of a Thomson parabola with microchannel plate for the detection of laser-accelerated MeV ions.</a> Review of Scientific Instruments. 79 (9), 93306 (2008).</li><li>Robinson, A. P. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+modification+of+laser-accelerated+proton+beams+by+self-generated+magnetic+fields+Related+content+New+Journal+of+Physics+Spectral+modification+of+laser-accelerated+proton+beams+by+self-generated+magnetic+fields.">Spectral modification of laser-accelerated proton beams by self-generated magnetic fields Related content New Journal of Physics Spectral modification of laser-accelerated proton beams by self-generated magnetic fields.</a> New Journal of Physics. 11 (15), 83018 (2009).</li><li>Treffert, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+implementation+of+a+Thomson+parabola+for+fluence+dependent+energy-loss+measurements+at+the+Neutralized+Drift+Compression+experiment.">Design and implementation of a Thomson parabola for fluence dependent energy-loss measurements at the Neutralized Drift Compression experiment.</a> Review of Scientific Instruments. 89 (10), 103302 (2018).</li><li>Pappalardo, A., Cosentino, L., Finocchiaro, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+imaging+technique+for+detection+and+absolute+calibration+of+scintillation+light.">An imaging technique for detection and absolute calibration of scintillation light.</a> Review of Scientific Instruments. 81 (3), 33308 (2010).</li></ol>

עם כמה וריאציות, תהליך ייצור היעד המתואר בפרוטוקול זה הוא נפוץ (למשל, Zaffino ואח'23). כאן, צעד ייחודי אחד כי הוא קריטי לפעולה של מיקום אוטומטי הוא תוספת של הקשה בקנה מידה ננומטר באזורים בצורת טבעת בחלק האחורי של הוופל (שלב 1.2.3). מטרת צעד זה היא להגביר את הפיזור המפוזר של אירוע קל על הו?...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61056">Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments</a>. The author list was updated.
The author list was updated from:
Yonatan Gershuni1,2, Michal Elkind1,2, Itamar Cohen1,2, Aviad Tsabary1,2, Deep Sarkar1,2, Ishay Pomerantz1,2 
1The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, 
2Tel Aviv University Center for Light-Matter Interaction
to:
Yonatan Gershuni1,2, Michal Elkind1,2, Dolev Roitman1,2, Itamar Cohen1,2, Aviad Tsabary1,2, Deep Sarkar1,2, Ishay Pomerantz1,2 
1The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, 
2Tel Aviv University Center for Light-Matter Interaction

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/61056">Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments</a>. The author list was updated.

Erratum: Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments

הקרנות לייזר בעוצמה גבוהה של מטרות מוצקות יוצרות צורות מרובות של קרינה. אחד מהם הוא פליטת יונים אנרגטיים עם אנרגיות במגה אלקטרון וולט (MeV) רמה1. מקור קומפקטי של יונים MeV יש פוטנציאל עבור יישומים רבים, כגון פרוטון מהירהצתה 2, רדיוגרפיהפרוטון 3, הקרנותיון 4, ו ניוטרוניםדור 5.
אתגר מרכזי בביצוע האצת לייזר-יון מעשית היא היכולת למקם מטרות בקנה מידה מיקרומטר במדויק בתוך המוקד של הלייזר בקצב גבוה. מעט טכנולוגיות לאספקת יעד פותחו כדי לענות על האתגר הזה. הנפוצות ביותר הן מערכות יעד המבוססות על קלטות עבות בקנה מידה מיקרומטר. מטרות אלה הן פשוט לחדש, ניתן למקם בקלות בתוך המוקד של הלייזר. יעד קלטת נעשה באמצעות VHS6,נחושת 7,מיילר, ו Kapton8 קלטות. מערכת כונן הקלטת מורכבת בדרך כלל משני סלילים ממונעים עבור מתפתל ושחרר ושני סיכות אנכיות להציב ביניהם כדי לשמור על הקלטתבעמדה 9. הדיוק במיקום משטח הקלטת הוא בדרך כלל קטן מטווח ריילי של הקרן המיקודה. סוג אחר של יעד לייזר מתחדש הוא גיליונות נוזליים10. מטרות אלה מועברות במהירות לאזור האינטראקציה ומציגות כמות נמוכה מאוד של פסולת. מערכת זו כוללת משאבת מזרק בלחץ גבוה המסופקת ללא הרף עם נוזל ממאגר מים. לאחרונה, מטוסי מימן קריוגניםחדשניים 11 הוקמו כאמצעי לספק מטרות אולטרה-דקות, דלות פסולת, הניתנות לתוססות.
החסרונות העיקריים של כל מערכות היעד המתחדשות הללו היא הבחירה המוגבלת של חומרי מטרה וגיאומטריות, המוכתבים על ידי דרישות מכניות כגון כוח, צמיגות וטמפרטורת התכה.
כאן, מערכת מסוגלת להביא מטרות מיקרו-מכונות למוקד של לייזר בעוצמה גבוהה בקצב של 0.2 הרץ מתואר. מיקרו-תחוחזר מציעה מבחר רחב של חומרי יעד בגיאומטריות רב-תכליתיות12. מיקום היעד מתבצע על ידי משוב בלולאה סגורה בין חיישן עקירה מסחרי ומניפולטור ממונע.
מערכת אספקת היעד נבדקה באמצעות מערכת לייזר בעלת ניגודיות גבוהה, 20 TW המספקת פולסים בלייזר באורך 25 fs עם 500 mJ על היעד. סקירה של הארכיטקטורה של מערכת הלייזר ניתנת ב-Porat ואח'13, ותיאורטכני של מערכת היעד ניתן בגרשוני ואח'14. נייר זה מציג שיטה מפורטת עבור ביצוע ושימוש בסוג זה של מערכת ומראה תוצאות מייצגות של האצת לייזר-יון מייעדי רדיד זהב אולטרה דק.
ספקטרומטר היונים תומסון Parabola (TPIS)15,16 המוצג באיור 1 שימש כדי להקליט את ספקטרת האנרגיה של היונים הנפלטים. ב-TPIS, יונים מואצים עוברים דרך שדות חשמליים ומגנטיים מקבילים, מה שממקם אותם על מסלולים פרבוליים במטוס המוקד. העקמומיות הפרבולית תלויה ביחס הגובה-מסה של היון, והמיקום לאורך המסלול נקבע על ידי אנרגיית היונים.
לוח הדמיה BAS-TR (IP)17 הממוקם על המוקד של TPIS מתעד את היונים המנוגדות. ה-IP מחובר להזנה מכנית כדי לאפשר תרגום לאזור חדש לפני כל צילום.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>76.2 x 127mm EFL 90&#176; Protected Gold 100&#197; Off-Axis Parabolic Mirror</td>
			<td>Edmund optics</td>
			<td>35-535</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroTrak 3 LTS 120-20</td>
			<td>MTI Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafast high power dielectric mirrors for 800 nm</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated delivery of microfabricated targets for intense laser irradiation experiments

מתואר הוא הליך ניסיוני המאפשר הקרן לייזר בהקבר של מטרות microfabricated. המטרות מובאות למוקד הלייזר על ידי לולאת משוב סגורה הפועלת בין מניפולטור היעד לבין חיישן טווח. תהליך ייצור היעד מוסבר בפירוט. תוצאות מייצגות של קורות פרוטון ברמת MeV שנוצרו על ידי הקרן של רדידות זהב בעובי 600 נה"מ בקצב של 0.2 הרץ ניתנות. השיטה מושווה עם מערכות יעד אחרות מתחדשות ואת הסיכויים להגדיל את שיעורי הזריקה מעל 10 הרץ נדונים.

מערכת אספקת יעד זו הועסקה כדי להאיץ יונים מהצד האחורי של רדידות זהב עבות 600 נה"מ. כאשר מוקרן עם עוצמת לייזר מנורמל של0 = 5.6, יונים אלה היו מואצים על ידי מנגנון האצת נדן נורמלי היעד (TNSA)21. ב-TNSA, האור בעוצמה נמוכה יותר שקדם לפעימת הלייזר הראשית מיינו את פני השטח הקדמיים של רדיד ה...

Watch this Scientific Journal Video about Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments at JoVE.com

Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments

פרוטוקול מוצג עבור הקרן אוטומטית של רדידות זהב דקות עם פולסים לייזר בעוצמה גבוהה. הפרוטוקול כולל תיאור שלב אחר שלב של תהליך ייצור היעד micromachining ומדריך מפורט לאופן שבו מטרות מובאות למוקד הלייזר בקצב של 0.2 הרץ.

אספקה אוטומטית של מטרות מיקרו-פבריקט לניסויים אינטנסיביים בהקרן לייזר

Described is an experimental procedure that enables high-power laser irradiation of microfabricated targets. Targets are brought to the laser focus by a ...

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.

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

אפיון של פני שטח על ידי שינויי Interferometry אור הלבן: יישומים ביון יורקת, אבלציה ליזר, וניסויי Tribology

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

הפרדה מרחבית של קונפורמרים מולקולריים ואשכולות

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Convergent Polishing: A Simple, Rapid, Full Aperture Polishing Process of High Quality Optical Flats &amp; Spheres

Convergent Polishing: A Simple, Rapid, Full Aperture Polishing Process of High Quality Optical Flats & Spheres

מתכנס פוליש: תהליך פשוט, מהיר, מלא צמצם פוליש של אופטי דירות באיכות גבוהות וSpheres

Convergent Polishing is a novel polishing system and method for finishing flat and spherical glass optics in which a workpiece, independent of its initial ...

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

פינת שינוי סלקטיבית של יכולת רטיבות משטח סיליקון על ידי פעמו UV לייזר הקרנה בסביבה נוזלית

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

עדשה-פחות קומפקטי מיקרוסקופ הולוגרפי הדיגיטלי פיקוח MEMS ואפיון

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

אוטומציה של מצב נעילה בתוך לייזר סיב סיבוב קוי קיטוב באמצעות מדידות קיטוב פלט

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

המצאה של 1-D פוטוניים Crystal חלל על nanofiber שימוש Femtosecond אבלציה לייזר המושרה

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...