Visokoperformansna ultrabrza pločicalaserska tehnologija
Velika snagaultrabrzi laserise široko koriste u naprednoj proizvodnji, informatici, mikroelektronici, biomedicini, nacionalnoj odbrani i vojnim oblastima, a relevantna naučna istraživanja su od vitalnog značaja za promovisanje nacionalnih naučnih i tehnoloških inovacija i visokokvalitetnog razvoja. Tankoslojnilaserski sistemSa svojim prednostima visoke prosječne snage, velike energije impulsa i odličnog kvaliteta snopa, veoma je tražen u atosekundnoj fizici, obradi materijala i drugim naučnim i industrijskim oblastima, te je predmet velike pažnje zemalja širom svijeta.
Nedavno je istraživački tim u Kini koristio samostalno razvijeni modul pločice i tehnologiju regenerativnog pojačanja kako bi postigao visokoperformanse (visoka stabilnost, velika snaga, visok kvalitet snopa, visoka efikasnost) ultrabrze pločice.laserizlaz. Dizajnom šupljine regeneracijskog pojačala i kontrolom temperature površine i mehaničke stabilnosti kristalnog diska u šupljini, postiže se laserski izlaz energije pojedinačnog impulsa >300 μJ, širine impulsa <7 ps, prosječne snage >150 W, a najveća efikasnost konverzije svjetlosti u svjetlost može doseći 61%, što je ujedno i najveća do sada zabilježena optička efikasnost konverzije. Faktor kvaliteta snopa M2 <1,06@150W, stabilnost od 8 sati RMS <0,33%, ovo dostignuće označava važan napredak u visokoučinkovitim ultrabrzim laserima na pločicama, što će pružiti više mogućnosti za primjenu ultrabrzih lasera velike snage.
Visoka frekvencija ponavljanja, sistem pojačanja regeneracijom pločice velike snage
Struktura pojačala wafer lasera prikazana je na Slici 1. Uključuje izvor sjemena vlakana, glavu lasera s tankim slojem i regenerativnu pojačavačku šupljinu. Kao izvor sjemena korišten je iterbijumom dopirani vlaknasti oscilator prosječne snage 15 mW, centralne talasne dužine 1030 nm, širine impulsa od 7,1 ps i brzine ponavljanja od 30 MHz. Glava wafer lasera koristi domaći Yb:YAG kristal promjera 8,8 mm i debljine 150 µm te 48-taktni sistem pumpanja. Izvor pumpanja koristi LD liniju bez fonona sa zaključanom talasnom dužinom od 969 nm, što smanjuje kvantni defekt na 5,8%. Jedinstvena struktura hlađenja može efikasno hladiti kristal wafera i osigurati stabilnost regeneracijske šupljine. Regenerativna pojačavačka šupljina sastoji se od Pockels ćelija (PC), polarizatora tankog filma (TFP), četvrttalasnih ploča (QWP) i visokostabilnog rezonatora. Izolatori se koriste kako bi se spriječilo da pojačana svjetlost ošteti izvor sjemena. Izolatorska struktura koja se sastoji od TFP1, rotatora i polutalasnih ploča (HWP) koristi se za izolaciju ulaznih sjemena i pojačanih impulsa. Sjemenski impuls ulazi u komoru za regeneracijsko pojačanje preko TFP2. Kristali barijum metaborata (BBO), PC i QWP se kombinuju i formiraju optički prekidač koji periodično primjenjuje visoki napon na PC kako bi selektivno uhvatio sjemenski impuls i propagirao ga naprijed-nazad u šupljini. Željeni impuls osciluje u šupljini i efikasno se pojačava tokom kružnog širenja finim podešavanjem perioda kompresije kutije.
Pojačalo za regeneraciju pločica pokazuje dobre izlazne performanse i igrat će važnu ulogu u vrhunskim proizvodnim poljima kao što su ekstremna ultraljubičasta litografija, atosekundni izvor pumpe, 3C elektronika i vozila nove energije. Istovremeno, očekuje se da će se tehnologija lasera na pločicama primjenjivati na velike supermoćne...laserski uređaji, pružajući nova eksperimentalna sredstva za formiranje i finu detekciju materije na nanoskali i femtosekundnoj vremenskoj skali. S ciljem zadovoljavanja glavnih potreba zemlje, projektni tim će nastaviti da se fokusira na inovacije u laserskoj tehnologiji, dalje probijati kroz pripremu strateških laserskih kristala velike snage i efikasno poboljšavati nezavisne istraživačke i razvojne kapacitete laserskih uređaja u oblastima informacija, energije, vrhunske opreme i tako dalje.
Vrijeme objave: 28. maj 2024.