Високопроизводителна ултрабърза вафлалазерна технология
Висока мощностсвръхбързи лазерисе използват широко в модерното производство, информацията, микроелектрониката, биомедицината, националната отбрана и военните полета, а съответните научни изследвания са жизненоважни за насърчаване на националните научни и технологични иновации и висококачествено развитие. Тънко парчелазерна системасъс своите предимства на висока средна мощност, голяма импулсна енергия и отлично качество на лъча има голямо търсене в атосекундната физика, обработката на материали и други научни и промишлени области и е широко загрижен от страни по целия свят.
Наскоро изследователски екип в Китай използва собствено разработен модул за пластини и технология за регенеративно усилване, за да постигне високопроизводителна (висока стабилност, висока мощност, високо качество на лъча, висока ефективност) ултра-бърза пластиналазеризход. Чрез дизайна на кухината на регенериращия усилвател и контрола на температурата на повърхността и механичната стабилност на дисковия кристал в кухината се постига лазерен изход на енергия на единичен импулс >300 μJ, ширина на импулса <7 ps, средна мощност >150 W , а най-високата ефективност на преобразуване от светлина към светлина може да достигне 61%, което също е най-високата ефективност на оптичното преобразуване, съобщавана досега. Коефициент на качество на лъча M2<1,06@150W, 8h стабилност RMS<0,33%, това постижение бележи важен напредък във високопроизводителния ултрабърз лазер с пластини, който ще предостави повече възможности за приложения с ултрабърз лазер с висока мощност.
Висока честота на повторение, система за усилване на регенерация на пластини с висока мощност
Структурата на пластинковия лазерен усилвател е показана на Фигура 1. Той включва източник на влакнесто семе, лазерна глава с тънък срез и регенеративна кухина на усилвателя. Осцилатор от легирани с итербий влакна със средна мощност от 15 mW, централна дължина на вълната от 1030 nm, ширина на импулса от 7.1 ps и честота на повторение от 30 MHz беше използван като източник на семена. Пластинчатата лазерна глава използва самоделен кристал Yb: YAG с диаметър 8,8 mm и дебелина 150 µm и 48-тактова помпена система. Източникът на помпата използва LD с нулева фононна линия с 969 nm дължина на вълната на заключване, което намалява квантовия дефект до 5,8%. Уникалната охлаждаща структура може ефективно да охлади кристала на вафлата и да осигури стабилността на кухината за регенерация. Регенеративната усилваща кухина се състои от клетки на Pockels (PC), тънкослойни поляризатори (TFP), четвъртвълнови плочи (QWP) и резонатор с висока стабилност. Изолаторите се използват за предотвратяване на обратното увреждане на усилената светлина на източника на семена. Изолираща структура, състояща се от TFP1, ротатор и полувълнови плочи (HWP), се използва за изолиране на входни семена и усилени импулси. Зародишният импулс навлиза в камерата за усилване на регенерацията през TFP2. Кристалите от бариев метаборат (BBO), PC и QWP се комбинират, за да образуват оптичен превключвател, който прилага периодично високо напрежение към PC, за да улавя селективно импулса на семената и да го разпространява напред-назад в кухината. Желаният импулс осцилира в кухината и се усилва ефективно по време на двупосочно разпространение чрез фино регулиране на периода на компресия на кутията.
Усилвателят за регенериране на пластини показва добра изходна производителност и ще играе важна роля в производствени области от висок клас, като екстремна ултравиолетова литография, атосекунден източник на помпа, 3C електроника и нови енергийни превозни средства. В същото време се очаква лазерната технология за пластини да бъде приложена за големи свръхмощнилазерни устройства, предоставяйки ново експериментално средство за формиране и фино откриване на материя в наноразмерна пространствена скала и фемтосекундна времева скала. С цел да обслужва основните нужди на страната, екипът на проекта ще продължи да се фокусира върху иновациите в лазерната технология, да продължи да пробива подготовката на стратегически високомощни лазерни кристали и ефективно да подобри независимите изследователски и развойни способности на лазерни устройства в полетата на информацията, енергетиката, оборудването от висок клас и т.н.
Време на публикуване: 28 май 2024 г