Vysoko výkonná ultrarýchla laserová technológia

Vysokovýkonná ultrarýchla oblátkalaserová technológia
Vysoký výkonultrarýchle laserysa široko používajú v pokročilej výrobe, informáciách, mikroelektronike, biomedicíne, národnej obrane a vojenskej oblasti a relevantný vedecký výskum je nevyhnutný na podporu národných vedeckých a technologických inovácií a vysokokvalitného rozvoja. Tenký plátoklaserový systémso svojimi výhodami vysokého priemerného výkonu, veľkej pulznej energie a vynikajúcej kvality lúča má veľký dopyt v attosekundovej fyzike, spracovaní materiálov a iných vedeckých a priemyselných oblastiach a je široko znepokojený krajinami na celom svete.
Nedávno výskumný tím v Číne použil samostatne vyvinutý doštičkový modul a technológiu regeneratívneho zosilnenia na dosiahnutie vysoko výkonného (vysoká stabilita, vysoký výkon, vysoká kvalita lúča, vysoká účinnosť) ultrarýchlych plátkov.laservýstup. Konštrukciou dutiny regeneračného zosilňovača a kontrolou povrchovej teploty a mechanickej stability kryštálu disku v dutine sa dosahuje laserový výstup energie jedného impulzu > 300 μJ, šírka impulzu < 7 ps, priemerný výkon > 150 W a najvyššia účinnosť premeny svetla na svetlo môže dosiahnuť 61 %, čo je zároveň najvyššia doteraz zaznamenaná účinnosť optickej konverzie. Faktor kvality lúča M2<1,06@150W, 8h stabilita RMS<0,33%, tento úspech predstavuje dôležitý pokrok vo vysokovýkonnom ultrarýchlom doštičkovom laseri, ktorý poskytne viac možností pre vysokovýkonné ultrarýchle laserové aplikácie.

Vysoká frekvencia opakovania, systém zosilnenia regenerácie plátkov s vysokým výkonom
Štruktúra doštičkového laserového zosilňovača je znázornená na obrázku 1. Zahŕňa zdroj vláknitého zárodku, tenkú reznú laserovú hlavu a dutinu regeneračného zosilňovača. Ako zdroj zárodkov bol použitý ytterbiom dopovaný vláknový oscilátor s priemerným výkonom 15 mW, centrálnou vlnovou dĺžkou 1030 nm, šírkou impulzu 7,1 ps a opakovacou frekvenciou 30 MHz. Doštičková laserová hlava využíva domáci Yb:YAG kryštál s priemerom 8,8 mm a hrúbkou 150 µm a 48-taktným čerpacím systémom. Zdroj pumpy využíva nulovú fonónovú linku LD s 969 nm zámkovou vlnovou dĺžkou, ktorá znižuje kvantový defekt na 5,8 %. Jedinečná chladiaca štruktúra môže účinne ochladiť kryštál oblátky a zabezpečiť stabilitu regeneračnej dutiny. Regeneračná zosilňovacia dutina pozostáva z Pockelsových buniek (PC), tenkých filmových polarizátorov (TFP), štvrťvlnových platní (QWP) a vysokostabilného rezonátora. Izolátory sa používajú na zabránenie spätnému poškodeniu zdroja semien zosilnenému svetlu. Štruktúra izolátora pozostávajúca z TFP1, rotátora a polvlnových platní (HWP) sa používa na izoláciu vstupných semien a zosilnených impulzov. Impulz zárodku vstupuje do regeneračnej zosilňovacej komory cez TFP2. Kryštály metaboritanu bárnatého (BBO), PC a QWP tvoria optický spínač, ktorý periodicky aplikuje vysoké napätie na PC, aby selektívne zachytil impulz zárodku a šíril ho tam a späť v dutine. Požadovaný impulz osciluje v dutine a je účinne zosilnený počas šírenia obojsmernej cesty jemným nastavením periódy kompresie boxu.
Zosilňovač na regeneráciu plátkov vykazuje dobrý výstupný výkon a bude hrať dôležitú úlohu v špičkových výrobných oblastiach, ako je extrémna ultrafialová litografia, zdroj attosekundového čerpadla, elektronika 3C a nové energetické vozidlá. Zároveň sa očakáva použitie technológie plátkového lasera na veľké supervýkonnélaserové zariadenia, ktorý poskytuje nové experimentálne prostriedky na tvorbu a jemnú detekciu hmoty v nanoúrovni a vo femtosekundovej časovej škále. S cieľom uspokojiť hlavné potreby krajiny sa projektový tím bude aj naďalej zameriavať na inovácie laserových technológií, ďalej prelomiť prípravu strategických vysokovýkonných laserových kryštálov a efektívne zlepšiť nezávislú výskumnú a vývojovú kapacitu laserových zariadení v oblasti informácií, energetiky, špičkových zariadení atď.