Vysokovýkonný ultrarýchly waferlaserová technológia
Vysoký výkonultrarýchle laserysa široko používajú v pokročilej výrobe, informáciách, mikroelektronike, biomedicíne, národnej obrane a vo vojenských oblastiach a relevantný vedecký výskum je nevyhnutný na podporu národných vedeckých a technologických inovácií a vysokokvalitného rozvoja. Tenké plátkylaserový systémVďaka svojim výhodám vysokého priemerného výkonu, veľkej pulznej energie a vynikajúcej kvality lúča má veľký dopyt v atosekundovej fyzike, spracovaní materiálov a ďalších vedeckých a priemyselných oblastiach a je predmetom rozsiahleho záujmu krajín po celom svete.
Výskumný tím v Číne nedávno využil vlastnoručne vyvinutý modul doštičky a technológiu regeneratívneho zosilňovania na dosiahnutie vysokovýkonného (vysoká stabilita, vysoký výkon, vysoká kvalita lúča, vysoká účinnosť) ultrarýchleho doštičky.laservýstup. Vďaka konštrukcii dutiny regeneračného zosilňovača a riadeniu povrchovej teploty a mechanickej stability diskového kryštálu v dutine sa dosahuje laserový výstup s energiou jedného impulzu >300 μJ, šírkou impulzu <7 ps, priemerným výkonom >150 W a najvyššia účinnosť konverzie svetlo-svetlo môže dosiahnuť 61 %, čo je tiež doteraz najvyššia zaznamenaná účinnosť optickej konverzie. Faktor kvality lúča M2 <1,06 pri 150 W a stabilita 8 hodín RMS <0,33 % predstavuje tento úspech dôležitý pokrok vo vysokovýkonnom ultrarýchlom waferovom lasere, ktorý poskytne viac možností pre aplikácie s vysokovýkonnými ultrarýchlymi lasermi.
Systém zosilnenia regenerácie doštičiek s vysokou opakovacou frekvenciou a vysokým výkonom
Štruktúra waferového laserového zosilňovača je znázornená na obrázku 1. Zahŕňa vláknový semenný zdroj, laserovú hlavu s tenkým plátkom a regeneračnú zosilňovaciu dutinu. Ako semenný zdroj bol použitý yterbiom dopovaný vláknový oscilátor s priemerným výkonom 15 mW, centrálnou vlnovou dĺžkou 1030 nm, šírkou impulzu 7,1 ps a opakovacou frekvenciou 30 MHz. Waferová laserová hlava využíva domáceho kryštálu Yb:YAG s priemerom 8,8 mm a hrúbkou 150 µm a 48-taktný čerpací systém. Čerpací zdroj používa linkový LD s nulovým fonónom a uzamknutou vlnovou dĺžkou 969 nm, čo znižuje kvantovú chybu na 5,8 %. Unikátna chladiaca štruktúra dokáže účinne chladiť waferový kryštál a zabezpečiť stabilitu regeneračnej dutiny. Regeneračná zosilňovacia dutina pozostáva z Pockelsových článkov (PC), tenkovrstvových polarizátorov (TFP), štvrťvlnných platní (QWP) a vysoko stabilného rezonátora. Izolátory sa používajú na zabránenie tomu, aby zosilnené svetlo spätne poškodilo zdroj semena. Na izoláciu vstupných semien a zosilnených impulzov sa používa izolačná štruktúra pozostávajúca z TFP1, rotátora a polvlnných platní (HWP). Semienkový impulz vstupuje do regeneračnej zosilňovacej komory cez TFP2. Kryštály metaboritanu bárnatého (BBO), PC a QWP sa kombinujú a tvoria optický spínač, ktorý periodicky aplikuje vysoké napätie na PC, aby selektívne zachytil semienkový impulz a šíril ho tam a späť v dutine. Požadovaný impulz osciluje v dutine a je efektívne zosilnený počas šírenia na okružnej ceste jemným nastavením periódy kompresie boxu.
Zosilňovač regenerácie doštičiek vykazuje dobrý výstupný výkon a bude hrať dôležitú úlohu v oblastiach špičkovej výroby, ako je extrémna ultrafialová litografia, atosekundový zdroj čerpadiel, 3C elektronika a vozidlá na nové zdroje energie. Zároveň sa očakáva, že technológia doštičkových laserov sa použije vo veľkých supervýkonných zariadeniach.laserové zariadenia, čím sa poskytujú nové experimentálne prostriedky na tvorbu a jemnú detekciu hmoty v nanorozmeroch a femtosekundových časových vrstvách. S cieľom uspokojiť hlavné potreby krajiny sa projektový tím bude naďalej zameriavať na inovácie v oblasti laserových technológií, ďalej prelomiť prípravu strategických vysokovýkonných laserových kryštálov a efektívne zlepšiť nezávislé výskumné a vývojové kapacity laserových zariadení v oblastiach informácií, energetiky, špičkových zariadení atď.
Čas uverejnenia: 28. mája 2024