Name: 강렬한 레이저 조사 실험을 위한 미세 가공 대상의 자동 전달 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-01-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 40 s
Description: 학습하세요 강렬한 레이저 조사 실험을 위한 자동화된 미세 가공 대상 전달 방법을. 0.2Hz 속도로 레이저 초점에 대상을 정렬하고 다양한 매개변수로 데이터를 수집하여 실험 효율성을 높입니다.

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이 작품은 이스라엘 과학 재단에 의해 지원되었습니다, 제 1135/15 를 부여하고 주커만 STEM 리더십 프로그램에 의해, 이스라엘, 감사하게 인정된다. 우리는 또한 파지 재단, 이스라엘 보조금 #27707241, NSF-BSF 보조금 번호 01025495의 지원을 인정합니다. 저자는 친절하게 나노 과학 및 나노 테크놀로그를위한 텔 아비브 대학 센터를 인정하고 싶습니다

1. 표적 제작
참고: 그림 2 및 도 3은 독립형 금호의 제조 과정을 보여줍니다.
<ol><li>백 사이드<ol>
<li>두께 250 μm, 직경 100mm, 고응 실리콘 웨이퍼를 실리콘 질화물로 양쪽에 코팅한 100> 크리스탈 형성에 사용합니다.</li>
		<li>아세톤을 사용하여 웨이퍼를 청소한 다음 이소프로판올을 닦고 질소로 건조시다.  그런 다음 HMDS 레이어를 스핀 코팅하여 표 1에설명된 단계에 따라 접착제 레이어를 형성합니다.</li>
		<li>표 2에설명된 단계에 따라 AZ1518 포토레지스트 레이어로 웨이퍼를 스핀 코팅합니다.</li>
		<li>웨이퍼를 100°C에서 1분간 굽은 다음 식힙니다.</li>
		<li>Photolithograph 1,000 μm x 1,000 μm 사각형 개구부 진공 상태에서 4~7초의 웨이퍼를 400nm UV 램프로 노출시다. 웨이퍼는 40 J/cm2의전체 연도에 노출됩니다. AZ726K 개발자를 사용하여 실리콘 질화물을 노출하고 탈수된 물 목욕을 사용하여 공정을 중지합니다.</li>
		<li>반응성 이온 에서(RIE)를 사용하여 사각형의 위치에서 실리콘 진골을 제거합니다.</li>
		<li>N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 목욕을 20분 동안 사용하여 잔류 저항 및 포토레지스트를 제거하여 실리콘 저티라이드 층에 마스크의 복제본을 생성합니다. 담수로 웨이퍼를 씻고 질소로 말리십시오.</li>
		<li>웨이퍼를 30%, 90°C, 수산화칼륨으로 가라앉히고 사각형 개구부를 통해 실리콘을 식히게 한다. 에칭해야 하는 실리콘 50μm당 웨이퍼를 40분 동안 가라앉히면 됩니다. /lt;100> 평면의 에칭 속도가 다른 것보다 훨씬 높기 때문에 수산화 칼륨은 실리콘 벌크를 통해 하단 실리콘 질화물 층에 도달한 후 실리콘 질화물 마스크의 상당한 깊이를 에칭합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>프론트 사이드<ol>
<li>앞면의 경우, 3개의 동심 링 모양의 마스크로 1.1.1-1.1.6 단계를 반복합니다.</li>
		<li>RIE를 사용하여 링이 있는 실리콘 진타를 제거하고 NMP 욕조를 사용하여 레지스트 및 포토레지스트 남은 것을 제거합니다.</li>
		<li>마지막으로 실리콘 링을 거칠게 하기 위해 웨이퍼를 질산으로 가라앉히고 0.02M 은 질산및 4M 수소 불소용액으로 가라앉습니다.</li>
		<li>웨이퍼의 에칭 된 쪽에서, 접착 티타늄, 니켈 또는 크롬의 ~ 10 nm 박막 위에 수백 나노미터의 금층을 스퍼터물리적 증기 증착 기계 (PVD) (PVD)18을 사용합니다. 스퍼터드 골드 층은 독립형 멤브레인 대상이 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 정렬
참고: 그림 4는 대상 조사 설정을 보여 주어 있습니다.
<ol><li>100x 배율 현미경으로 첫 임의로 선택된 대상을 뷰로 가져옵니다.</li>
	<li>삼각 측량 범위 센서(예: MTI/MicroTrak 3 LTS 120-20)를 대상에 가장 가까운 거친 링에 가리키고 변위 판독값을 기록합니다. 참고: 사용되는 범위 센서 모델은 고진공 응용 을 위한 것이 아닙니다. 동일한 공급업체의 MTI-2100과 같은 다양한 모델은 저기스 링 응용 프로그램과 호환됩니다.</li>
	<li>현미경을 제자리에 두는 동안 웨이퍼를 이동하여 알려진 거리를 이동하여 빔 경로를 지웁웁습니다.</li>
	<li>두 개의 접이식 거울과 오프축 포물선 거울(OAP)을 사용하여 저전력의 빔을 현미경의 시야에 정렬합니다.</li>
	<li>이 세 개의 거울을 조정하여 빔의 난시를 수정합니다. 결과는 거의 회절 제한 초점 지점이어야한다.</li>
	<li>레이저 빔을 차단하고 현미경의 초점에 다시 대상을 가지고. 현미경과 범위 센서의 판독을 사용하여 위치를 검증합니다.</li>
	<li>현미경을 레이저 빛과 파편으로부터 안전하게 보관할 위치로 이동합니다.</li>
</ol>3. 조사 서열 및 자동 대상 위치 지정
<ol><li>대상의 초점 축 조작기와 소프트웨어를 사용하여 변위 센서 판독 사이에 닫힌 루프 피드백을 구현합니다. 프로토콜 단계 2.2에서 기록된 값을 설정점으로 사용합니다. LabView로 준비된 기본 PID20 제어 시퀀스는 그림 5에표시됩니다.</li>
	<li>닫힌 루프 포지셔닝이 설정점에서 원하는 공차 거리에 도달하면 단일 고전력 레이저 펄스로 대상을 조사합니다.</li>
	<li>기계 식 피드스루를 사용하여 IP를 새 위치로 변환합니다.</li>
	<li>소프트웨어에 의해 초점을 가져온 다음 대상으로 조사 순서를 반복합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Snavely, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intense+High-Energy+Proton+Beams+from+Petawatt-Laser+Irradiation+of+Solids%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Evaluation+of+laser-driven+ion+energies+for+fusion+fast-ignition+research%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+of+Theoretical+and+Experimental+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Proton+imaging%3A+a+diagnostic+for+inertial+confinement+fusion%2Ffast+ignitor+studies+Related+content+Inertial+confinement+fusion+and+fast+ignitor+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Physics+and+Controlled+Fusion%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Practicability+of+proton+therapy+using+compact+laser+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Laser-Driven+Neutron+Source+Based+on+the+Relativistic+Transparency+of+Solids%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Statistical+analysis+of+laser+driven+protons+using+a+high-repetition-rate+tape+drive+target+system%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Accelerators+and+Beams%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Protons+and+electrons+generated+from+a+5-%CE%BCm+thick+copper+tape+target+irradiated+by+s-%2C+circularly-%2C+and+p-polarized+55-fs+laser+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Letters%2C+Section+A%3A+General%2C+Atomic+and+Solid+State+Physics%22%5BJournal%5D)">Protons and electrons generated from a 5-μm 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/pubmed?term=((High-peak-power+surface+high-harmonic+generation+at+extreme+ultra-violet+wavelengths+from+a+tape%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+novel+tape+target+for+use+with+repetitively+pulsed+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((MeV+proton+acceleration+at+kHz+repetition+rate+from+ultra-intense+laser+liquid+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Proton+Acceleration+Driven+by+a+Nanosecond+Laser+from+a+Cryogenic+Thin+Solid-Hydrogen+Ribbon%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+X%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Targets+for+high+repetition+rate+laser+facilities%3A+needs%2C+challenges+and+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22High+Power+Laser+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Towards+direct-laser-production+of+relativistic+surface+harmonics%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+Volume+11036%2C+Relativistic+Plasma+Waves+and+Particle+Beams+as+Coherent+and+Incoherent+Radiation+Sources+III%22%5BJournal%5D)">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>
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<li>Jung, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+high+resolution+and+high+dispersion+Thomson+parabola%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((High-resolution+Thomson+parabola+for+ion+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">High-resolution Thomson parabola for ion analysis.</a> Review of Scientific Instruments. 82 (11), 113504(2011).</li>
<li>Mančić, A., Fuchs, J., Antici, P., Gaillard, S. A., Audebert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absolute+calibration+of+photostimulable+image+plate+detectors+used+as+high-energy+proton+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMattox%2C+DM+%22Processing.+Handbook+of+Physical+Vapor+Deposition+%28PVD%29+Processing%22">Processing. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing</a>. , Elsevier Inc. (2007).</li>
<li>MTI Instruments. , Available from: 
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<li>Astrom, K. J., Murray, R. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAstrom%2C+KJ+%22Feedback+Systems%3A+An+Introduction+for+Scientists+and+Engineers%22">Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers</a>. , Princeton University Press. Ch. 10 (2006).</li>
<li>Passoni, M., Bertagna, L., Zani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+normal+sheath+acceleration%3A+Theory%2C+comparison+with+experiments+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Ion+Acceleration%3A+TNSA%5BTitle%5D)+AND+%22Laser-Plasma+Interactions+and+Applications%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Efficient+proton+acceleration+from+a+3+TW+table-top+laser+interacting+with+submicrometric+mass-produced+solid+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+Communications%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Development+and+calibration+of+a+Thomson+parabola+with+microchannel+plate+for+the+detection+of+laser-accelerated+MeV+ions%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?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%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Design+and+implementation+of+a+Thomson+parabola+for+fluence+dependent+energy-loss+measurements+at+the+Neutralized+Drift+Compression+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((An+imaging+technique+for+detection+and+absolute+calibration+of+scintillation+light%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">An imaging technique for detection and absolute calibration of scintillation light.</a> Review of Scientific Instruments. 81 (3), 33308(2010).</li>
</ol>

저자는 경쟁 적인 재정적 이익이 없습니다.

일부 변형을 통해, 이 프로토콜에 기재된 표적 제조 공정은 일반적이다(예를 들어, 자피노 외23). 여기서, 자동 포지셔닝의 작동에 중요한 하나의 독특한 단계는 웨이퍼 의 뒷면에 링 모양 영역에 나노미터 규모의 거칠기의 추가이다 (단계 1.2.3). 이 단계의 목적은 해당 영역의 웨이퍼에 있는 빛 인시던트의 분산 분산을 증가시키는 것입니다. 레인지 센서는 웨이퍼에 저전력 레이저 빔을 비추고, 산란된 빛을 수집하고, 삼각측량에 의한 변위를 결정합니다.
위에 표시된 데이터는 5s당 한 방의 속도로 촬영되었으며, 속도 제한 요소는 IP의 번역 시간입니다. 여기에 표시된 것은 샷 듀티 사이클을 증가시킬 간단한, 저렴한, 온라인 판독 방법의 예비 결과입니다. 온라인 판독은 전통적으로 마이크로 채널 플레이트24 또는 플라스틱 신자극기25, 26을</sup...

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

고체 표적의 고강도 레이저 조사는 여러 형태의 방사선을 생성합니다. 이들 중 하나는 메가 전자 볼트 (MeV) 레벨1에서에너지를 가진 에너지 이온의 방출이다. MeV 이온의 소형 공급원은 양성자고속점화2,양성자 방사선촬영3,이온 방사선요법4,중성자 세대5와 같은 많은 응용 분야에 대한 잠재력을 가지고 있다.
레이저 이온 가속을 실용화하는 데 있어 가장 큰 과제는 레이저의 초점 내에서 마이크로미터 스케일 표적을 높은 속도로 정확하게 배치하는 기능입니다. 이 과제에 답하기 위해 개발된 표적 전달 기술은 거의 없습니다. 가장 일반적인 것은 마이크로미터 규모의 두꺼운 테이프를 기반으로 하는 대상 시스템입니다. 이러한 표적은 보충하기 쉽고 레이저 초점 내에서 쉽게 배치 될 수 있습니다. 테이프 대상은 VHS6,구리7,마일라 및 Kapton8 테이프를 사용하여 만들어졌습니다. 테이프 드라이브 시스템은 일반적으로 구불구불한 긴장을 풀기 위한 두 개의 전동 스풀과 테이프를 위치9에유지하기 위해 두 개의 수직 핀으로 구성됩니다. 테이프 표면 을 배치하는 정확도는 일반적으로 초점 빔의 레일리 범위보다 적습니다. 보충 가능한 레이저 표적의 또 다른 유형은 액체 시트10입니다. 이러한 대상은 상호 작용 영역으로 신속하게 전달되며 매우 적은 양의 파편을 도입합니다. 이 시스템은 지속적으로 저수지에서 액체와 함께 공급 되는 고압 주사기 펌프를 포함한다. 최근에는 초박형, 저파편, 보충 대상을 제공하는 수단으로 새로운 극저온수소제트(11)가 설립되었습니다.
이러한 모든 보충 대상 시스템의 주요 단점은 강도, 점도 및 용융 온도와 같은 기계적 요구 사항에 의해 결정되는 대상 재료 및 기하학의 제한된 선택입니다.
여기서, 0.2Hz의 속도로 고강도 레이저의 초점에 마이크로 머신된 표적을 가져올 수 있는 시스템이 설명된다. 마이크로머시닝은 다재다능한지오메트리(12)에서다양한 대상 재료를 제공한다. 대상 포지셔닝은 상용 변위 센서와 전동 식 조작기 간의 폐쇄 루프 피드백에 의해 수행됩니다.
대상 전달 시스템은 고대비 20TW 레이저 시스템을 사용하여 테스트되었으며, 25fs 길이의 레이저 펄스를 500mJ로 전달합니다. 레이저 시스템의 아키텍처에 대한 검토는 Porat 외13에서주어지며, 대상 시스템에 대한 기술적 설명은 Gershuni 외14에서주어진다. 이 백서는 이러한 유형의 시스템을 만들고 사용하기 위한 상세한 방법을 제시하며 초박형 금호포 표적에서 레이저 이온 가속의 대표적인 결과를 보여줍니다.
도 1에 나타난 톰슨 파라볼라 이온 분광계(TPIS)15,16은 방출된 이온의 에너지 스펙트럼을 기록하는 데 사용되었다. TPIS에서 가속 된 이온은 평행 전기 및 자기장을 통과하여 초점 평면의 포물선 궤적을 배치합니다. 포물선 곡률은 이온의 전하 대 질량 비율에 따라 달라지며, 궤도를 따라 위치는 이온의 에너지에 의해 설정됩니다.
TPIS의 초점 평면에 위치한 BAS-TR 이미징 플레이트(IP)(IP) 17은 임핑 이온을 기록한다. IP는 각 촬영 전에 신선한 영역으로 변환할 수 있도록 기계 피드스루에 부착됩니다.

<table><tbody><tr><td>76.2 x 127mm EFL 90°°C; 보호된 금 100&Aring; 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>800 nm <td>Thorlabs</td><td></td><td></td><td>용 초고속 고출력 유전체 미러</td></tr></tbody></table>

강렬한 레이저 조사 실험을 위한 미세 가공 대상의 자동 전달

Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments

설명은 미세 가공 대상의 고출력 레이저 조사를 가능하게 하는 실험 절차입니다. 대상은 대상 조작기와 레인징 센서 간에 작동하는 닫힌 피드백 루프에 의해 레이저 초점으로 가져온다. 대상 제조 공정은 자세히 설명되어 있습니다. 0.2Hz의 속도로 600nm 두께의 금호호를 조사하여 생성된 MeV 수준의 양성자 빔의 대표적인 결과가 주어진다. 이 방법은 다른 보충 대상 시스템과 비교되며 샷 속도를 10Hz 이상으로 높일 것이라는 전망이 논의됩니다.

이 표적 전달 시스템은 600 nm 두께의 금호의 뒷면에서 이온을 가속화하기 위해 사용되었습니다. 0 = 5.6의 정규화된 레이저 강도로 조사했을 때, 이들 이온은 표적 정상 칼집 가속(TNSA)메커니즘(21)에의해 가속되었다. TNSA에서, 주 레이저 펄스 이전의 저강도 광은 표적 호일의 전면 표면을 이온화시켰다. 주요 레이저 펄스에 의해 가해지는 숙고력은 대량 물질을 통해 뜨거운 전자를 몰았다. 이러한전자(22)에의해 유도된 후면 표면의 전하 분리는 표적-정상 방향으로 이온 오염물질을 가속화하는 극단적인 정전기 그라데이션을 생성했다.
초점 축을 따라 대상 변위의 시계열이 도 6에도시된다. 값은 초점 위치 집합점을 기준으로 합니다. 녹색 점은 대상 변위가 설정점에서 1 μm의 공차 값 내에 있을 때를 나타냅니다. 레이저 ...

고강도 레이저 펄스가 있는 얇은 금호일의 자동 조사를 위한 프로토콜이 제시됩니다. 이 프로토콜에는 마이크로머시닝 대상 제조 공정에 대한 단계별 설명과 대상이 0.2Hz의 속도로 레이저 초점에 어떻게 유입되는지에 대한 자세한 가이드가 포함되어 있습니다.

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

서브마이크로미터 스케일 표적의 강렬한 레이저 방사선 실험은 현재 느린 촬영 속도로 수행됩니다. 우리의 프로토콜은 이러한 목표를 자동화된 방식으로 레이저의 초점에 신속하게 배치하여 이 문제를 해결했습니다. 우리의 대상 시스템은 작은 단위로 변경 대상 매개 변수와 레이저 샷의 큰 숫자를 통합 데이터의 수집뿐만 아니라, 높은 전반적인 방사선 용량의 혜택을 응용 프로그램의 수집을 할 수 있습니다.이 프로토콜의 시각적 데모는 웨이퍼 제작 프로세스 및 대상 정렬의 미묘함을 보여줍니다. 표적 제작 과정을 시연하는 것은 공정 엔지니어 니리트 포레키 샤메이와 노파 리브니입니다. 뒷면을 조작하려면 250 마이크로미터 두께의 100mm 직경의 고응응 실리콘 웨이퍼를 실리콘 질화물로 양쪽에 코팅된 100mm 의 크리스탈 형성에 사용하십시오.웨이퍼를 아세톤과 이소프로판올로 청소합니다. 그런 다음 HMDS로 웨이퍼를 스핀 코팅하여 접착제 층을 형성합니다. AZ 1518 포지티브 포토레지스트로 웨이퍼를 스핀 코팅합니다.웨이퍼를 섭씨 100도에서 1분간 굽습니다. Photolithograph 1, 000 by 1, 000 마이크로미터 제곱 개구부, 웨이퍼가 400 나노미터 UV 램프에 4~7초 주기의 웨이퍼를 노출하여 웨이퍼가 센티미터당 40줄의 전체 연도에 노출되도록 합니다. 그런 다음 AZ 726 개발자를 사용하여 실리콘 질화물과 탈수 된 물 목욕을 노출하여 공정을 중지하십시오.반응성 이온 에셔를 사용하여 사각형의 위치에서 실리콘 진골을 제거하십시오. 웨이퍼를 NMP 욕조에 20분 동안 배치하여 잔류 저항 및 포토레지스트를 제거하고 실리콘 저티라이드 층에 마스크의 복제본을 생성합니다. 그런 다음 담수로 씻고 건조시키십시오.웨이퍼를 섭씨 30%90도의 수산화칼륨 용액으로 가라앉히고 사각형 개구부를 통해 실리콘을 식히게 합니다. 전면을 조작하려면 이전에 설명한 절차를 세 개의 동심 링모양의 마스크로 반복합니다. 반응성 이온 에셔를 사용하여 링이 있는 실리콘 진타를 제거하고 NMP 욕조를 사용하여 저항을 제거하고 남은 것을 포토레지스트합니다.실리콘 고리를 질산으로 가라앉히고 0.02 개의 어금니 실버 질산염과 4 개의 어금니 수소 불소의 용액으로 실리콘 고리를 거칠게합니다. 웨이퍼의 에칭 된 측면에, 접착제 티타늄, 니켈, 또는 크롬의 10 나노 미터 필름 위에 금의 수백 나노미터의 층을 스퍼터 물리적 증기 증착 기계를 사용합니다. 빔을 차단하고 높은 배율 현미경으로 첫 번째 대상을 볼 수 있습니다.대상에 가장 가까운 거친 링에 센서에 배열하는 삼각측량계 센서를 가리키고 변위 판독값을 기록합니다. 현미경을 제자리에 두고 웨이퍼를 멀리 이동하여 빔 경로를 지웁웁습니다. 두 개의 접이식 거울과 오프축 포물선 거울을 사용하여 저전력의 빔을 현미경의 시야에 정렬합니다.이 세 개의 거울을 조정하여 빔의 난시를 수정합니다. 결과는 거의 회절 제한 초점 지점이어야한다. 레이저 빔을 차단하고 현미경의 초점에 다시 대상을 가지고.그런 다음 현미경과 범위 센서 판독을 사용하여 위치를 검증합니다. 소프트웨어를 사용하여 이전에 기록된 변위 값을 설정점으로 사용하여 대상의 초점 축 조작기와 변위 센서 판독 사이에 닫힌 루프 피드백을 구현합니다. 닫힌 루프 포지셔닝이 설정점에서 원하는 공차 거리에 도달하면 단일 고출력 레이저 펄스로 대상을 조사합니다.파티클 진단에서 데이터를 기록하고 소프트웨어에 의해 초점에 가져온 다음 대상으로 프로세스를 반복합니다. 이 표적 전달 시스템은 600 나노미터 두께의 금호일의 뒷면에서 이온을 가속화하기 위해 사용되었다. 초점 축을 따라 대상 변위의 시간 계열이 여기에 표시됩니다.값은 초점 위치 집합점을 기준으로 합니다. 녹색 점은 표적 변위가 레이저 샷을 찍은 때설정점에서 1마이크로미터의 허용 오차 값 내에 있을 때를 나타냅니다. 톰슨 포물선 이온 분광기 흔적은 600 나노미터 두께의 금호 표적의 14 연속 조사로부터 얻어졌다.에너지 스펙트럼은 이러한 추적에서 파생되었습니다. 최대 양성자 에너지의 피크-투-피크 안정성은 이 절차에 따라 10% 이내였으며, 고체 호일 뉴런 생성으로부터이온 및 전자 가속에 대한 조사는 체계적인 방식으로 수행될 수 있다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

우리는 배경 가스의 존재에 나노초 펄스 레이저 증착 (PLD)에 의해 nanostructured 산화물 박막을 증착 할 수있는 실험 방법을 설명합니다. 알 - 도핑 된 ZnO (아조) 영화이 방법을 사용하여 소형에서 계층 적 나노 나무 숲으로 구성까지, 증착 될 수있다.

의 제작 펄스 레이저 증착에 의해 투명 실시 산화물 나노 설계

우리는 광전자 부품의 플립 칩 실장 용 레이저 유발 순방향 전송 (LIFT) 기술의 사용을 입증한다. 이 방법은 간단하고 비용 효과적인 저온, 광전자 응용을위한 고밀도 회로를 실​​현하기위한 칩 크기에 당김 미세 피치 및 접착 용 빠르고 유연한 솔루션을 제공한다.

단일 다이스의 플립 칩 패키징을위한 레이저 유도 앞으로 전송

고점도 Ag 페이스트 인쇄를 위해 LIFT(Laser-induced forward transfer technique)를 사용하는 방법을 보여줍니다. 이 기술은 비리소그래피 방식으로 마이크로 스케일 2D 및 3D 구조를 인쇄하기 위한 간단하고 저온의 견고한 프로세스를 제공합니다.

의 Ag Nanopaste의 레이저 유도 앞으로 전송

이 프로토콜은 에칭된 지형 안내 신호와 하이드로겔 바이오잉크를 함유한 셀의 정밀 증착을 통합하는 자동화된 로봇 증착 시스템을 사용하는 바이오프린팅 방법론을 설명합니다. 프린트된 셀은 에칭된 피처에 직접 전달되어 이를 감지하고 방향을 지정할 수 있습니다.

세포의 표면지도 및 Bioprinting에 대한 자동화 된 로봇 분배 기법

우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 파장 이하 직경의 실리카 섬유 (나노 파이버 광)의 1-D 광결정 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다.

펨토초 레이저에 의한 절제를 사용하여 나노 섬유에 1-D 광자 크리스탈 캐비티의 제작

우리는 금속/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures 펄스 레이저 증 착 및 현장에서 마 그 네트 론 스퍼터 링의 조합을 사용 하 여 조작. Magnetotransport와 제자리에서 엑스레이 광전자 분광학 실험을 통해 우리는이 시스템에 준 2 차원 전자 가스의 정전기와 화학 현상 사이 상호 작용 조사.

성장 및 정전기/화학 속성의 금속/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

고품질 대량 및 박막 (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))의 합성 오와 (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x )) O 엔트로피 안정 산화물 제공 됩니다.

대량 및 Compositionally 변형 엔트로피 안정 산화물의 박막 합성

높은 강도의 펨 펄스 레이저 빛의 긴 거리는 강렬한 하위 millimeter 직경 빔 전파 커 자체 초점 및 플라즈마 defocusing의 사이클을 받을 수 있습니다. 우리는 생성 하 고이 필 라 멘이 트를 사용 하 여 원격 이미징 및 선형 광학의 고아 한 회절 한계를 넘어 감지를 수행 하는 기술을 설명 합니다.

하위 Diffraction 제한 이미징 및 원격 탐사에 사용 하기 위해 펨 레이저 필 라 멘 트

다이아몬드 빔라인 I24에서 직렬 싱크로트론 결정예촬영을 위한 고정 대상 샘플 준비, 데이터 수집 및 데이터 처리에 대한 포괄적인 가이드를 제시합니다.

다이아몬드 광원의 대상 시리얼 데이터 수집 수정

여기에 제시된 프로토콜은 포유류 세포 내의 세포골격 구조를 연구하기 위하여 세포 모양을 표준화하는 micro패턴의 자동화된 제조를 가능하게 합니다. 이 사용자 친화적 인 기술은 시판되는 이미징 시스템으로 설정할 수 있으며 표준 세포 생물학 실험실에 접근 할 수없는 특수 장비를 필요로하지 않습니다.

적외선 레이저 보조 마이크로패터닝을 통한 세포 지오메트리 제어

이 프로토콜은 3D 레이저 프린팅을 사용하여 이식형 통합 이미징 창을 제작하는 방법을 설명합니다. 창은 마이크로 스캐폴드와 결합 된 마이크로 렌즈 시스템으로 구성됩니다. 이 방법은 생체 적합성 감광액 SZ2080의 이광자 중합(2PP)을 연속적인 순서로 포함하여 제조 효율성과 서로 다른 구성 요소 간의 정렬을 최적화합니다.

Advanced In Vivo Imaging을 위한 미세 구조 이미징 창에 통합된 이식형 광학 장치의 미세 제작

학습하세요 강렬한 레이저 조사 실험을 위한 자동화된 미세 가공 대상 전달 방법을. 0.2Hz 속도로 레이저 초점에 대상을 정렬하고 다양한 매개변수로 데이터를 수집하여 실험 효율성을 높입니다.

강렬한 레이저 조사 실험을 위한 미세 가공 대상의 자동 전달

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