Ultrabrza pločica visokih performansilaserska tehnologija
Velike snageultrabrzi laserise široko koriste u naprednoj proizvodnji, informacijama, mikroelektronici, biomedicini, nacionalnoj odbrani i vojnim poljima, a relevantna naučna istraživanja su od vitalnog značaja za promociju nacionalnih naučnih i tehnoloških inovacija i visokokvalitetnog razvoja. Thin-slicelaserski sistemsa svojim prednostima visoke prosječne snage, velike energije impulsa i odličnog kvaliteta snopa, ima veliku potražnju u fizici atosekunde, obradi materijala i drugim naučnim i industrijskim poljima, i široko je zabrinut u zemljama širom svijeta.
Nedavno je istraživački tim u Kini koristio samorazvijeni wafer modul i tehnologiju regenerativnog pojačavanja kako bi postigao visoke performanse (visoka stabilnost, velika snaga, visok kvalitet zraka, visoka efikasnost) ultra brze pločicelaserizlaz. Dizajnom šupljine regeneracionog pojačavača i kontrolom površinske temperature i mehaničke stabilnosti kristala diska u šupljini, postiže se laserski izlaz energije pojedinačnog impulsa >300 μJ, širina impulsa <7 ps, prosječna snaga >150 W , a najveća efikasnost konverzije svjetlo u svjetlo može dostići 61%, što je ujedno i najveća efikasnost optičke konverzije prijavljena do sada. Faktor kvaliteta snopa M2<1.06@150W, 8h stabilnost RMS<0.33%, ovo dostignuće označava važan napredak u ultrabrzim laserima visokih performansi, koji će pružiti više mogućnosti za primjenu ultrabrzog lasera velike snage.
Visoka frekvencija ponavljanja, sistem pojačanja regeneracije pločice velike snage
Struktura wafer laserskog pojačivača prikazana je na slici 1. Uključuje izvor sjemena vlakana, tanku lasersku glavu i šupljinu regenerativnog pojačala. Kao izvorni izvor korišten je vlaknasti oscilator dopiran iterbijem prosječne snage 15 mW, centralne talasne dužine 1030 nm, širine impulsa od 7,1 ps i stope ponavljanja od 30 MHz. Laserska glava na pločici koristi domaći Yb:YAG kristal prečnika 8,8 mm i debljine 150 µm i 48-taktni sistem pumpanja. Izvor pumpe koristi liniju LD bez fonona sa 969 nm zaključane talasne dužine, što smanjuje kvantni defekt na 5,8%. Jedinstvena struktura hlađenja može efikasno ohladiti kristal wafera i osigurati stabilnost regeneracijske šupljine. Regenerativna pojačavajuća šupljina se sastoji od Pokelsovih ćelija (PC), tankoslojnih polarizatora (TFP), četvrttalasnih ploča (QWP) i rezonatora visoke stabilnosti. Izolatori se koriste kako bi se spriječilo da pojačano svjetlo ošteti izvor sjemena. Struktura izolatora koja se sastoji od TFP1, rotatora i polutalasnih ploča (HWP) koristi se za izolaciju ulaznih sjemena i pojačanih impulsa. Impuls sjemena ulazi u komoru za pojačavanje regeneracije preko TFP2. Kristali barijum metaborata (BBO), PC i QWP se kombinuju kako bi formirali optički prekidač koji periodično primenjuje visoki napon na PC da bi selektivno uhvatio impuls semena i propagirao ga napred i nazad u šupljini. Željeni impuls oscilira u šupljini i efikasno se pojačava tokom kružnog puta 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, attosekundni pumpni izvor, 3C elektronika i nova energetska vozila. Istovremeno, očekuje se da će tehnologija wafer lasera biti primijenjena na velike super-moćnelaserski uređaji, pružajući nova eksperimentalna sredstva za formiranje i finu detekciju materije na nanorazmjernoj prostornoj skali i femtosekundnoj vremenskoj skali. Sa ciljem da zadovolji glavne potrebe zemlje, projektni tim će nastaviti da se fokusira na inovacije laserske tehnologije, dalje probijanje kroz pripremu strateških laserskih kristala velike snage i efektivno poboljšanje sposobnosti nezavisnog istraživanja i razvoja laserskih uređaja u oblasti informacija, energije, vrhunske opreme i tako dalje.
Vrijeme objave: 28.05.2024