Wysokowydajny ultraszybki wafeltechnologia laserowa
Duża mocultrakrótkie laserysą szeroko stosowane w zaawansowanej produkcji, informacji, mikroelektronice, biomedycynie, obronie narodowej i wojsku, a odpowiednie badania naukowe są niezbędne do promowania krajowej innowacji naukowej i technologicznej oraz wysokiej jakości rozwoju. Cienki plastersystem laserowyDzięki swoim zaletom, takim jak wysoka średnia moc, duża energia impulsu i doskonała jakość wiązki, jest ona bardzo pożądana 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)laserwyjście. Dzięki konstrukcji wnęki wzmacniacza regeneracyjnego i kontroli temperatury powierzchni oraz stabilności mechanicznej kryształu dysku w wnęce, uzyskano wyjście lasera o energii pojedynczego impulsu >300 μJ, szerokości impulsu <7 ps, średniej mocy >150 W, a najwyższa sprawność konwersji światło-światło może osiągnąć 61%, co jest również najwyższą odnotowaną dotychczas sprawnością konwersji optycznej. Współczynnik jakości wiązki M2 <1,06 @ 150 W, stabilność 8h RMS <0,33%, to osiągnięcie oznacza ważny postęp w dziedzinie wysokowydajnych ultrakrótkich laserów waflowych, co zapewni więcej możliwości dla zastosowań ultrakrótkich laserów o dużej mocy.
System wzmacniający regenerację płytek o wysokiej częstotliwości powtarzania i dużej mocy
Struktura wzmacniacza laserowego wafla jest pokazana na rysunku 1. Obejmuje ona źródło włókna, głowicę lasera cienkowarstwowego i wnękę wzmacniacza regeneracyjnego. Jako źródło włókna zastosowano oscylator światłowodowy domieszkowany iterbem o średniej mocy 15 mW, centralnej długości fali 1030 nm, szerokości impulsu 7,1 ps i częstotliwości powtarzania 30 MHz. Głowica lasera wafla wykorzystuje domowej roboty kryształ Yb:YAG o średnicy 8,8 mm i grubości 150 µm oraz 48-suwowy układ pompujący. Źródło pompy wykorzystuje linię zerofononową LD o długości fali blokady 969 nm, co zmniejsza defekt kwantowy do 5,8%. Unikalna struktura chłodząca może skutecznie chłodzić kryształ wafla i zapewniać stabilność wnęki regeneracyjnej. Regeneracyjna komora wzmacniająca składa się z komórek Pockelsa (PC), polaryzatorów cienkowarstwowych (TFP), płytek ćwierćfalowych (QWP) i rezonatora o wysokiej stabilności. Izolatory służą do zapobiegania odwrotnemu uszkodzeniu źródła zarodka przez wzmocnione światło. Struktura izolatora składająca się z TFP1, rotatorów i płytek półfalowych (HWP) służy do izolowania zarodków wejściowych i wzmacnianych 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 komorze. Pożądany impuls oscyluje w komorze i jest skutecznie wzmacniany podczas propagacji w obie strony poprzez precyzyjną regulację okresu kompresji skrzynki.
Wzmacniacz regeneracji płytek wykazuje dobrą wydajność wyjściową i będzie odgrywał ważną rolę w zaawansowanych dziedzinach produkcji, takich jak litografia w ekstremalnym ultrafiolecie, attosekundowe źródło pompujące, elektronika 3C i nowe pojazdy energetyczne. Jednocześnie oczekuje się, że technologia lasera płytek będzie stosowana w dużych, supermocnychurządzenia laserowe, zapewniając nowe eksperymentalne środki do formowania i dokładnego wykrywania materii w skali kosmicznej nano i skali czasu femtosekundowego. Mając na celu zaspokojenie głównych potrzeb kraju, zespół projektowy będzie nadal koncentrował się na innowacjach technologii laserowej, dalszym przełomie w przygotowaniu strategicznych kryształów laserowych o dużej mocy i skutecznie poprawi niezależne możliwości badawczo-rozwojowe urządzeń laserowych w dziedzinach informacji, energii, sprzętu high-end itd.
Czas publikacji: 28-05-2024