改进的光栅提高衍射效率
为了产生高密度和高温等离子体，美国“国家点火装置”和法国的“兆焦耳激光装置”正在研制超高亮度激光。其他工程项目正在升级，例如Phelix(德国)、Gekko XII(日本)、Vulcan(英国)和Pico 2000(法国)。 这些激光系统含有啁啾脉冲放大(CPA),使这些系统可以获得极高的光束峰值功率。进一步提高峰值功率的障碍和在时间上对脉冲进行压缩的过程有关，时间压缩器基于大光栅，这种光栅衍射效率有限、损坏阈值不够高；在要求的平坦度下它们难以制成大尺寸。 这些局限性主要是由于光栅使用的金属反射膜层。膜层下是其内部纹道形成的光阻层，光阻层的弱点妨碍了周期性膜层的使用。 克服这些局限性很重要，因为这些光栅的任何改进都会导致传递到靶上的能量和峰值功率相关性能的提高。会聚光振幅大小的提高继而强度提高(超过1020 W/cm2)，用改进的光栅可以达到。 欧共体开始实施一项合作研究。参加这一工程项目的有三个欧洲国家的组织，包括法国原子能委员会阿基坦研究中心(主管这项协作)；法国帕莱苏工业大学强激光应用实验室；英国卢瑟福*阿普尔顿实验室；德国耶拿大学和一些商业公司。欧洲委员会以“用于超高亮度激光的光栅”研究来支持这项工作。 根据衍射是在光栅表面还是在光栅内部产生的，两项主要的技术正被鉴定和归类。对表面衍射的传统认识就是在轮廓用摄影方法记录的光敏层（光阻）上沉淀一层金属膜。不幸的是，这些光栅有一个受金属膜层耐热性和光阻效应限制的损坏阈值。 在首次改进光栅的尝试中，光敏层被固体金或铝层代替，并在其中用离子枪直接雕刻纹道。尽管改善有限，随后的多层电介质的沉淀能避免光栅表面电场大的变化，能提高衍射效率。 最有希望的解决方法是在多层电介质的顶层雕刻纹道。离子雕刻可以进行轮廓控制，能避免由于陡峭边缘而形成的尖端效应。此外，离子雕刻似乎可以消除表面杂质。 在立体衍射中，整个材料的体积用来衍射光束，从而导致更高的损坏阈值。Thomson LCR 和Sextant 制造的全息光栅是由一种含有记录折射率周期性变化的聚合物或重铬酸盐凝胶的塑料材料组成的。垂直折射率的正弦规律变化就形成布拉格镜。光学层产生的光束立体衍射接近100%的效率。 制造的样品已在法国里梅尔研究中心进行了实验。高能量激光将波长1.05 μm、脉宽250～300 fs的脉冲传到实验样品，衍射效率达到98%。
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TN2;TN9
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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