Високопроизводителна ултрабърза пластиналазерна технология
Висока мощностултрабързи лазерисе използват широко в напредналото производство, информацията, микроелектрониката, биомедицината, националната отбрана и военните области, а съответните научни изследвания са жизненоважни за насърчаване на националните научни и технологични иновации и висококачествено развитие. Тънки срезовелазерна системаСъс своите предимства като висока средна мощност, голяма импулсна енергия и отлично качество на лъча, той е голямо търсене в атосекундната физика, обработката на материали и други научни и индустриални области и е обект на широка загриженост в страни по целия свят.
Наскоро изследователски екип в Китай използва самостоятелно разработен модул за пластини и технология за регенеративно усилване, за да постигне високопроизводителна (висока стабилност, висока мощност, високо качество на лъча, висока ефективност) ултрабърза пластина.лазеризход. Чрез проектирането на регенерационния усилвател и контрола на повърхностната температура и механичната стабилност на дисковия кристал в резонатора, се постига лазерен изход с енергия на единичен импулс >300 μJ, ширина на импулса <7 ps, средна мощност >150 W, а най-високата ефективност на преобразуване светлина-в-светлина може да достигне 61%, което е и най-високата отчетена досега оптична ефективност на преобразуване. Коефициентът на качество на лъча M2 <1.06@150W, 8h стабилност RMS <0.33%, това постижение бележи важен напредък във високопроизводителния ултрабърз лазер на пластини, който ще предостави повече възможности за приложения на високомощни ултрабързи лазери.
Система за усилване с висока честота на повторение и висока мощност за регенерация на пластини
Структурата на лазерния усилвател за пластини е показана на Фигура 1. Тя включва източник на зародишни влакна, тънкослойна лазерна глава и регенеративен усилвателен кухина. Като източник на зародишни влакна е използван легиран с итербий оптичен осцилатор със средна мощност 15 mW, централна дължина на вълната 1030 nm, ширина на импулса 7,1 ps и честота на повторение 30 MHz. Лазерната глава за пластини използва домашно изработен Yb:YAG кристал с диаметър 8,8 mm и дебелина 150 µm и 48-тактова помпена система. Помпеният източник използва LD с нулеви фонони и дължина на вълната на заключване 969 nm, което намалява квантовия дефект до 5,8%. Уникалната охлаждаща структура може ефективно да охлажда кристала на пластината и да осигури стабилността на регенерационната кухина. Регенеративната усилваща кухина се състои от клетки на Покелс (PC), тънкослойни поляризатори (TFP), четвъртвълнови пластини (QWP) и високостабилен резонатор. Изолатори се използват, за да се предотврати усилената светлина да повреди източника на начални импулси. Изолаторна структура, състояща се от TFP1, ротатор и полувълнови пластини (HWP), се използва за изолиране на входните начални импулси и усилените импулси. Почвеният импулс влиза в регенерационната усилваща камера чрез TFP2. Кристалите на бариев метаборат (BBO), PC и QWP се комбинират, за да образуват оптичен превключвател, който прилага периодично високо напрежение към PC, за да улови селективно началния импулс и да го разпространи напред-назад в резонатора. Желаният импулс осцилира в резонатора и се усилва ефективно по време на разпространението в двете посоки чрез фино регулиране на периода на компресия на кутията.
Усилвателят за регенерация на пластини показва добри изходни характеристики и ще играе важна роля във висок клас производствени области като екстремна ултравиолетова литография, атосекундни помпени източници, 3C електроника и превозни средства с нова енергия. Същевременно се очаква лазерната технология на пластините да се прилага в големи свръхмощни...лазерни устройства, осигурявайки нови експериментални средства за формиране и фино откриване на материя в наномащабно пространство и фемтосекундна времева скала. С цел да обслужва основните нужди на страната, екипът на проекта ще продължи да се фокусира върху иновациите в лазерните технологии, да продължи да пробива в подготовката на стратегически високомощни лазерни кристали и ефективно да подобри възможностите за независими изследвания и разработки на лазерни устройства в областта на информацията, енергетиката, високия клас оборудване и т.н.
Време на публикуване: 28 май 2024 г.