Wysokowydajny ultraszybki wafeltechnologia laserowa
Duża mocultraszybkie laserySą szeroko stosowane w zaawansowanej produkcji, informatyce, mikroelektronice, biomedycynie, obronie narodowej i wojsku, a odpowiednie badania naukowe mają kluczowe znaczenie dla promowania krajowych innowacji naukowych i technologicznych oraz wysokiej jakości rozwoju.system laserowyDzięki swoim zaletom, takim jak wysoka średnia moc, duża energia impulsu i doskonała jakość wiązki, cieszy się dużym popytem w fizyce attosekundowej, obróbce materiałów i innych dziedzinach nauki i przemysłu, a także cieszy się dużym zainteresowaniem w krajach na całym świecie.
Niedawno zespół badawczy w Chinach wykorzystał samodzielnie opracowany moduł waflowy i technologię regeneracyjnego wzmocnienia, aby uzyskać ultraszybki waflowy o wysokiej wydajności (wysoka stabilność, duża moc, wysoka jakość wiązki, wysoka sprawność)laserMoc wyjściowa. Dzięki konstrukcji wnęki wzmacniacza regeneracyjnego oraz kontroli temperatury powierzchni i stabilności mechanicznej kryształu dyskowego we wnęce, uzyskano moc wyjściową lasera o energii pojedynczego impulsu >300 μJ, szerokości impulsu <7 ps, średniej mocy >150 W, a najwyższa sprawność konwersji światła na światło może osiągnąć 61%, co jest również najwyższą odnotowaną dotychczas sprawnością konwersji optycznej. Współczynnik jakości wiązki M2 <1,06 przy 150 W, stabilność 8h RMS <0,33%, to osiągnięcie stanowi ważny postęp w dziedzinie wysokowydajnych ultraszybkich laserów płytkowych, co zapewni szersze możliwości zastosowań ultraszybkich laserów dużej mocy.
System wzmacniający regenerację płytek o wysokiej częstotliwości powtarzania i dużej mocy
Struktura wzmacniacza laserowego dla płytki półprzewodnikowej jest pokazana na rysunku 1. Zawiera ona źródło zarodka światłowodowego, głowicę lasera cienkowarstwowego oraz regeneracyjną wnękę wzmacniacza. Jako źródło zarodka zastosowano oscylator światłowodowy domieszkowany iterbem o średniej mocy 15 mW, centralnej długości fali 1030 nm, szerokości impulsu 7,1 ps i częstotliwości repetycji 30 MHz. Głowica laserowa dla płytki półprzewodnikowej wykorzystuje domowej roboty kryształ Yb:YAG o średnicy 8,8 mm i grubości 150 µm oraz 48-suwowy układ pompujący. Źródło pompujące wykorzystuje linię LD z zerową linią fononową o długości fali blokady 969 nm, co redukuje defekt kwantowy do 5,8%. Unikalna struktura chłodzenia pozwala na efektywne chłodzenie kryształu płytki półprzewodnikowej i zapewnia stabilność wnęki regeneracyjnej. Regeneracyjna wnęka wzmacniająca składa się z komórek Pockelsa (PC), polaryzatorów cienkowarstwowych (TFP), płytek ćwierćfalowych (QWP) i rezonatora o wysokiej stabilności. Izolatory służą do zapobiegania uszkodzeniu źródła zarodka przez wzmocnione światło. Struktura izolatora składająca się z TFP1, rotatora i płytek półfalowych (HWP) służy do izolowania zarodków wejściowych i wzmocnionych impulsów. Impuls zarodkowy wchodzi do komory wzmacniającej regenerację przez TFP2. Kryształy metaboranu baru (BBO), PC i QWP łączą się, tworząc przełącznik optyczny, który przykłada okresowo wysokie napięcie do PC, aby selektywnie wychwycić impuls zarodkowy i rozchodzić go tam i z powrotem w wnęce. Pożądany impuls oscyluje w wnęce i jest skutecznie wzmacniany podczas propagacji w obie strony poprzez precyzyjną regulację okresu kompresji skrzynki.
Wzmacniacz regeneracji płytek półprzewodnikowych charakteryzuje się dobrą wydajnością wyjściową i odegra ważną rolę w zaawansowanych dziedzinach produkcji, takich jak litografia w ekstremalnym ultrafiolecie, attosekundowe źródła pompujące, elektronika 3C i pojazdy napędzane nowymi źródłami energii. Jednocześnie oczekuje się, że technologia lasera do regeneracji płytek półprzewodnikowych znajdzie zastosowanie w dużych, supermocnych pojazdach.urządzenia laserowe, zapewniając nowe eksperymentalne metody formowania i precyzyjnej detekcji materii w skali nano i femtosekundowej. Aby zaspokoić najważniejsze potrzeby kraju, zespół projektowy będzie nadal koncentrował się na innowacjach w technologii laserowej, dalszym przełomie w opracowywaniu strategicznych kryształów laserowych dużej mocy oraz efektywnym zwiększeniu możliwości niezależnych badań i rozwoju urządzeń laserowych w dziedzinie informacji, energetyki, sprzętu wysokiej klasy itd.
Czas publikacji: 28 maja 2024 r.