Système de vide d'un générateur d'harmoniques d'ordre élevé à laser pulsé et sa solution de contrôle précise

Ces dernières années, l'utilisation de lasers à impulsions ultracourtes pour exciter les gaz rares afin de générer des harmoniques d'ordre élevé constitue une source de lumière ultraviolette extrême simple et dont le coût est contrôlable pour les systèmes de spectroscopie photoélectronique résolue dans le temps et dans l'angle, ainsi que pour l'imagerie par diffraction cohérente de la lumière ultraviolette extrême.

La génération d'harmoniques supérieures est un processus optique non linéaire extrême, dont la clé est de focaliser des impulsions laser intenses en concentrations contrôlables de gaz rares.

1. Question

Dans le processus de génération d'harmoniques d'ordre élevé, afin d'obtenir des applications pratiques, le système de vide correspondant doit répondre aux exigences suivantes :

(1) Dans le processus de génération d'harmoniques d'ordre élevé, la modification des paramètres macroscopiques affectera la densité atomique et la fraction d'ionisation, et l'accord de phase macroscopique correspondant peut être atteint, de sorte que les paramètres macroscopiques tels que la longueur d'interaction effective, l'intensité laser et le gaz peuvent être utilisés pour un ajustement adaptatif de la pression afin de modifier le spectre harmonique supérieur.

Lorsque l'on modifie ces paramètres, non seulement l'ordre harmonique change, mais la pondération spectrale change également, ce qui signifie que la pression du gaz (niveau de vide) à l'intérieur de la cellule à gaz doit être finement réglée et contrôlée de manière stable afin d'obtenir la génération d'harmoniques supérieures souhaitée.

(2) Les harmoniques d'ordre élevé étant facilement absorbées par l'atmosphère, il est impératif de maintenir le trajet optique de ces harmoniques sous vide poussé. Le générateur d'harmoniques d'ordre élevé doit donc comporter deux zones présentant des niveaux de vide différents : une zone de faible vide à l'intérieur de la cellule à gaz, avec une pression absolue comprise entre 1 et 100 Torr, et une zone de vide poussé de l'ordre de 0,001 Pa sur le trajet optique des harmoniques d'ordre élevé.

Cet article proposera des solutions correspondantes pour le contrôle du degré de vide dans ces deux domaines différents, et présentera en particulier le contrôle stable et précis du degré de vide dans la zone de faible vide à l'intérieur de la cellule à gaz.

2. Solution

La chambre à vide est divisée en deux zones selon le degré de vide, utilisées respectivement pour la cellule à gaz et le trajet optique de transmission des harmoniques d'ordre élevé. Le contrôle du vide dans ces deux zones est assuré par les deux circuits de vide suivants.

(1) Circuit de commande à vide poussé du chemin optique

Dans le circuit à vide poussé de la chambre à vide, le tuyau d'échappement est directement relié à la paroi de la chambre à vide, et le gaz contenu dans la chambre à vide est pompé par une pompe moléculaire pour atteindre un vide poussé avec une pression absolue de 0,001 Pa, et une jauge Pirani est utilisée pour surveiller les variations de vide.

Pour prélever l'échantillon après l'analyse, il est nécessaire de gonfler la chambre à vide afin de rétablir la pression atmosphérique normale. Une vanne de dégonflage électrique est fixée sur la paroi de la chambre à vide ; son ouverture et sa fermeture sont commandées par programme.

(2) Circuit de contrôle du vide faible de la cellule à gaz La conduite de vide est directement connectée au bassin de gaz et forme un vide faible avec un cylindre de gaz haute pression, une vanne à aiguille électrique pour régler le débit d'admission, une jauge de capacité,un régulateur de pression proportionnel Kao Lu pour régler le débit d'échappement, une pompe sèche et une boucle de contrôle du contrôleur de vide.

Il s'agit d'une méthode de contrôle d'équilibrage dynamique permettant d'ajuster les débits d'admission et d'échappement afin d'obtenir le niveau de vide souhaité. Cette méthode se caractérise par un contrôle précis du niveau de vide dans la plage de 1 Pa à 0,1 MPa. L'association d'un contrôleur de vide haute précision à deux canaux (convertisseur analogique 24 bits et convertisseur numérique-analogique 16 bits) permet d'atteindre une précision de contrôle de ±1 %.

Pour plus d'informations surle régulateur de pression proportionnel Kao Lu , veuillez nous contacter pour plus de détails !