Desarrollo de un perfil de traza larga en vacío para la medición in situ de componentes ópticos

Área de la Ciencia:

• Óptica y metrología
• Ciencia de la radiación sincrotrónica
• Tecnología de vacío

Sus antecedentes:

• Los perfiladores de trazo largo (LTP) tradicionales funcionan ex situ, limitando la metrología in situ de la óptica ultraprecisa.
• Los métodos in situ anteriores que utilizaban láseres externos a través de puertas de visión sufrían de distorsiones ópticas y turbulencias de aire.
• La metrología precisa de la óptica de rayos X es crucial para las aplicaciones avanzadas de sincrotrón.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un perfil de traza larga (LTP) compatible con el vacío para la metrología in situ de la óptica de rayos X de ultraprecisión.
• Superar las limitaciones de los LTP ex situ y de las configuraciones ópticas in situ anteriores.
• Permitir el seguimiento en tiempo real de la pendiente y la corrección de retroalimentación de los componentes ópticos activos en las líneas de haz sincrotrón.

Principales métodos:

• Se ha desarrollado un sistema LTP totalmente en vacío, compatible con condiciones de vacío ultraalto (UHV) (<1 × 10-8 Torr).
• Incorpora un sensor CMOS compatible con el vacío, un láser externo y una etapa de alineación motorizada de cuatro ejes basada en el diseño LTP de Takacs.
• El rendimiento validado mediante la comparación de las mediciones con un LTP convencional en condiciones atmosféricas idénticas.

Principales resultados:

• El LTP en vacío alcanzó un rendimiento de referencia con mediciones de error de pendiente de 100 nrad RMS (plano) y 200 nrad RMS (curvo) en condiciones idénticas.
• Desviaciones medibles identificadas en el radio de curvatura y el coeficiente de coma, atribuidas a la oscilación de la etapa y a las aberraciones de la lente.
• Confirmó la viabilidad del sistema para la metrología de pendiente compatible con vacío ultraalto.

Conclusiones:

• El sistema LTP desarrollado en el vacío es una herramienta viable para la metrología precisa in situ de la óptica de rayos X en cámaras de vacío sincrotrón.
• El sistema demuestra capacidad para medir el error de pendiente de baja frecuencia espacial crítico para la evaluación de la calidad de las figuras ópticas.
• Esta tecnología admite el monitoreo en tiempo real y la corrección de retroalimentación, mejorando el rendimiento de los componentes ópticos activos en las instalaciones de sincrotrón.