Ultrasnelle wafel met hoge prestatieslasertechnologie
Hoog vermogenultrasnelle lasersworden op grote schaal gebruikt op het gebied van geavanceerde productie, informatie, micro-elektronica, biogeneeskunde, nationale defensie en militaire terreinen, en relevant wetenschappelijk onderzoek is van vitaal belang om nationale wetenschappelijke en technologische innovatie en hoogwaardige ontwikkeling te bevorderen. Dun plakjelasersysteemmet zijn voordelen van een hoog gemiddeld vermogen, grote pulsenergie en uitstekende straalkwaliteit heeft het een grote vraag op het gebied van attosecondefysica, materiaalverwerking en andere wetenschappelijke en industriële gebieden, en is het breed bezorgd door landen over de hele wereld.
Onlangs heeft een onderzoeksteam in China een zelfontwikkelde wafermodule en regeneratieve versterkingstechnologie gebruikt om ultrasnelle wafers met hoge prestaties (hoge stabiliteit, hoog vermogen, hoge straalkwaliteit, hoge efficiëntie) te bereikenlaseruitgang. Door het ontwerp van de regeneratieversterkerholte en de controle van de oppervlaktetemperatuur en mechanische stabiliteit van het schijfkristal in de holte, wordt de laseruitvoer van enkele pulsenergie >300 μJ, pulsbreedte <7 ps, gemiddeld vermogen >150 W bereikt en de hoogste licht-naar-licht-conversie-efficiëntie kan 61% bereiken, wat ook de hoogste optische conversie-efficiëntie is die tot nu toe is gerapporteerd. Met de straalkwaliteitsfactor M2 <1,06 bij 150 W, 8 uur stabiliteit RMS <0,33%, markeert deze prestatie een belangrijke vooruitgang in de krachtige ultrasnelle waferlaser, die meer mogelijkheden zal bieden voor krachtige ultrasnelle lasertoepassingen.
Hoge herhalingsfrequentie, krachtig versterkingssysteem voor waferregeneratie
De structuur van de waferlaserversterker wordt getoond in figuur 1. Deze omvat een vezelzaadbron, een dunne plaklaserkop en een regeneratieve versterkerholte. Als kiembron werd een met ytterbium gedoteerde vezeloscillator met een gemiddeld vermogen van 15 mW, een centrale golflengte van 1030 nm, een pulsbreedte van 7,1 ps en een herhalingssnelheid van 30 MHz gebruikt. De waferlaserkop maakt gebruik van een zelfgemaakt Yb:YAG-kristal met een diameter van 8,8 mm en een dikte van 150 µm en een 48-takt pompsysteem. De pompbron maakt gebruik van een nul-fononlijn LD met een vergrendelingsgolflengte van 969 nm, waardoor het kwantumdefect wordt teruggebracht tot 5,8%. De unieke koelstructuur kan het wafelkristal effectief afkoelen en de stabiliteit van de regeneratieholte garanderen. De regeneratieve versterkende holte bestaat uit Pockels-cellen (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP) en een resonator met hoge stabiliteit. Isolators worden gebruikt om te voorkomen dat versterkt licht de zaadbron omgekeerd beschadigt. Een isolatorstructuur bestaande uit TFP1, Rotator en Half-Wave Plates (HWP) wordt gebruikt om invoerzaden en versterkte pulsen te isoleren. De zaadpuls komt via TFP2 de regeneratieversterkingskamer binnen. Bariummetaboraat (BBO) kristallen, PC en QWP vormen samen een optische schakelaar die periodiek een hoge spanning op de PC aanbrengt om selectief de zaadpuls op te vangen en deze heen en weer te verspreiden in de holte. De gewenste puls oscilleert in de holte en wordt effectief versterkt tijdens de heen-en-terug-voortplanting door de compressieperiode van de doos nauwkeurig aan te passen.
De waferregeneratieversterker vertoont goede uitgangsprestaties en zal een belangrijke rol spelen in hoogwaardige productiegebieden zoals extreme ultraviolette lithografie, attoseconde pompbron, 3C-elektronica en nieuwe energievoertuigen. Tegelijkertijd wordt verwacht dat de waferlasertechnologie zal worden toegepast op grote superkrachtige apparatenlaser-apparaten, wat een nieuw experimenteel middel biedt voor de vorming en fijne detectie van materie op de ruimteschaal op nanoschaal en de femtoseconde tijdschaal. Met het doel om in de belangrijkste behoeften van het land te voorzien, zal het projectteam zich blijven concentreren op innovatie op het gebied van lasertechnologie, de voorbereiding van strategische laserkristallen met hoog vermogen verder doorbreken en de onafhankelijke onderzoeks- en ontwikkelingscapaciteiten van laserapparaten op effectieve wijze verbeteren. op het gebied van informatie, energie, hoogwaardige apparatuur enzovoort.
Posttijd: 28 mei 2024