Ultrasnelle wafer met hoge prestatieslasertechnologie
Hoog vermogenultrasnelle lasersworden veel gebruikt in geavanceerde productie, informatie, micro-elektronica, biomedische technologie, nationale defensie en militaire sectoren, en relevant wetenschappelijk onderzoek is essentieel om nationale wetenschappelijke en technologische innovatie en hoogwaardige ontwikkeling te bevorderen.lasersysteemvanwege de voordelen van een hoog gemiddeld vermogen, grote pulsenergie en uitstekende bundelkwaliteit is er veel vraag naar in de attosecondefysica, materiaalverwerking en andere wetenschappelijke en industriële sectoren, en is er in veel landen over de hele wereld interesse in.
Onlangs heeft een onderzoeksteam in China zelfontwikkelde wafermodule- en regeneratieve versterkingstechnologie gebruikt om ultrasnelle wafers met hoge prestaties (hoge stabiliteit, hoog vermogen, hoge bundelkwaliteit, hoge efficiëntie) te realiserenlaserUitgang. Dankzij het ontwerp van de regeneratieversterkerholte en de controle van de oppervlaktetemperatuur en mechanische stabiliteit van het schijfkristal in de holte, wordt een laseruitgang met een enkele pulsenergie van >300 μJ, een pulsbreedte van <7 ps en een gemiddeld vermogen van >150 W bereikt. De hoogste licht-naar-licht-omzettingsefficiëntie kan 61% bereiken, wat tevens de hoogste optische omzettingsefficiëntie is die tot nu toe is gerapporteerd. Met een bundelkwaliteitsfactor M2<1,06 bij 150 W en een 8-uurs stabiliteit RMS<0,33% markeert deze prestatie een belangrijke vooruitgang in ultrasnelle waferlasers met hoge prestaties, wat meer mogelijkheden biedt voor ultrasnelle lasertoepassingen met hoog vermogen.
Versterkingssysteem voor waferregeneratie met hoge herhalingsfrequentie en hoog vermogen
De structuur van de waferlaserversterker is weergegeven in figuur 1. Deze omvat een fiber seed-bron, een dunne-slice laserkop en een regeneratieve versterkerholte. Een ytterbium-gedoteerde fiberoscillator met een gemiddeld vermogen van 15 mW, een centrale golflengte van 1030 nm, een pulsbreedte van 7,1 ps en een herhalingsfrequentie van 30 MHz werd gebruikt als seed-bron. 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 pompsysteem met 48 slagen. De pompbron maakt gebruik van een zero-phonon line LD met een lock-golflengte van 969 nm, wat het kwantumdefect reduceert tot 5,8%. De unieke koelstructuur kan het waferkristal effectief koelen en de stabiliteit van de regeneratieholte garanderen. De regeneratieve versterkerholte bestaat uit Pockels-cellen (PC), dunnefilmpolarisatoren (TFP), kwartgolfplaten (QWP) en een zeer stabiele resonator. Isolatoren worden gebruikt om te voorkomen dat versterkt licht de seed-bron beschadigt. Een isolatorstructuur bestaande uit TFP1, rotator en halfgolfplaten (HWP) wordt gebruikt om de invoerseeds en de versterkte pulsen te isoleren. De seedpuls komt via TFP2 de regeneratieversterkingskamer binnen. Bariummetaboraat (BBO)-kristallen, PC en QWP vormen samen een optische schakelaar die een periodiek hoge spanning op de PC zet om de seedpuls selectief te vangen en heen en weer te sturen in de holte. De gewenste puls oscilleert in de holte en wordt effectief versterkt tijdens de retourpropagatie door de compressieperiode van de box nauwkeurig af te stellen.
De waferregeneratieversterker toont goede outputprestaties en zal een belangrijke rol spelen in high-end productiesectoren zoals extreme ultraviolet lithografie, attoseconde pompbronnen, 3C-elektronica en nieuwe energievoertuigen. Tegelijkertijd zal de waferlasertechnologie naar verwachting worden toegepast op grote, superkrachtige apparaten.laserapparaten, die een nieuw experimenteel middel biedt voor de vorming en nauwkeurige detectie van materie op nanoschaal en femtoseconde tijdschaal. Om te voldoen aan de belangrijkste behoeften van het land, zal het projectteam zich blijven richten op innovatie in lasertechnologie, een verdere doorbraak creëren in de ontwikkeling van strategische laserkristallen met hoog vermogen en de onafhankelijke onderzoeks- en ontwikkelingscapaciteit van laserapparaten op het gebied van informatie, energie, geavanceerde apparatuur, enzovoort, effectief verbeteren.
Geplaatst op: 28 mei 2024