Vysoce výkonný ultrarychlý waferlaserová technologie
Vysoký výkonultrarychlé laseryse široce používají v pokročilé výrobě, informačních technologiích, mikroelektronice, biomedicíně, národní obraně a vojenství a relevantní vědecký výzkum je zásadní pro podporu národních vědeckých a technologických inovací a vysoce kvalitního rozvoje. Tenké řezylaserový systémDíky svým výhodám vysokého průměrného výkonu, velké pulzní energie a vynikající kvality paprsku je velmi žádaný v attosekundové fyzice, zpracování materiálů a dalších vědeckých a průmyslových oblastech a je široce žádaný v zemích po celém světě.
Výzkumný tým v Číně nedávno využil vlastní vyvinutý modul destičky a technologii regenerativního zesilování k dosažení vysoce výkonné (vysoká stabilita, vysoký výkon, vysoká kvalita paprsku, vysoká účinnost) ultrarychlé destičky.laservýstup. Díky konstrukci regeneračního zesilovače a řízení povrchové teploty a mechanické stability diskového krystalu v dutině je dosaženo laserového výstupu s energií jednoho pulzu >300 μJ, šířkou pulzu <7 ps, průměrným výkonem >150 W a nejvyšší účinností konverze světlo-světlo, která může dosáhnout 61 %, což je také nejvyšší dosud zaznamenaná účinnost optické konverze. Faktor kvality paprsku M2 <1,06 při 150 W a stabilita 8 hodin RMS <0,33 % představuje tento úspěch důležitý pokrok ve vysoce výkonném ultrarychlém waferovém laseru, který poskytne více možností pro aplikace s vysoce výkonnými ultrarychlými lasery.
Vysoce výkonný systém zesilování regenerace destiček s vysokou opakovací frekvencí
Struktura waferového laserového zesilovače je znázorněna na obrázku 1. Zahrnuje vláknový zdroj záření, laserovou hlavu s tenkým řezem a regenerativní zesilovací dutinu. Jako zdroj záření byl použit ytterbiem dopovaný vláknový oscilátor s průměrným výkonem 15 mW, centrální vlnovou délkou 1030 nm, šířkou pulzu 7,1 ps a opakovací frekvencí 30 MHz. Waferová laserová hlava využívá domácí krystal Yb:YAG o průměru 8,8 mm a tloušťce 150 µm a 48taktní čerpací systém. Čerpací zdroj používá linkový LD s nulovými fonony a synchronizační vlnovou délkou 969 nm, což snižuje kvantovou vadu na 5,8 %. Unikátní chladicí struktura dokáže účinně chladit waferový krystal a zajistit stabilitu regenerační dutiny. Regenerativní zesilovací dutina se skládá z Pockelsových článků (PC), tenkovrstvých polarizátorů (TFP), čtvrtvlnných destiček (QWP) a vysoce stabilního rezonátoru. Izolátory se používají k zabránění zpětnému poškození zdroje semínka zesíleným světlem. K izolaci vstupních semínek a zesílených impulzů se používá izolační struktura sestávající z TFP1, rotátoru a půlvlnných destiček (HWP). Semínkový impulz vstupuje do regenerační zesilovací komory přes TFP2. Krystaly metaboritanu barnatého (BBO), PC a QWP se spojují a tvoří optický spínač, který periodicky přivádí vysoké napětí na PC, aby selektivně zachytil semínkový impulz a šířil ho tam a zpět v dutině. Požadovaný impulz osciluje v dutině a je efektivně zesilován během šíření na obou stranách jemným nastavením periody komprese boxu.
Zesilovač regenerace destiček vykazuje dobrý výstupní výkon a bude hrát důležitou roli ve špičkových výrobních oblastech, jako je extrémní ultrafialová litografie, attosekundový čerpací zdroj, 3C elektronika a vozidla pro nové zdroje energie. Zároveň se očekává, že technologie destičkových laserů bude uplatněna ve velkých supervýkonných zařízeních.laserová zařízení, což poskytuje nové experimentální prostředky pro tvorbu a jemnou detekci hmoty v nanoměřítku a femtosekundovém časovém měřítku. S cílem uspokojit hlavní potřeby země se projektový tým bude i nadále zaměřovat na inovace v oblasti laserových technologií, dále prorazit v přípravě strategických vysoce výkonných laserových krystalů a efektivně zlepšit nezávislé výzkumné a vývojové kapacity laserových zařízení v oblasti informací, energetiky, špičkových zařízení atd.
Čas zveřejnění: 28. května 2024