Augstas veiktspējas īpaši ātra vafeļu lāzera tehnoloģija

Augstas veiktspējas īpaši ātra vafelelāzera tehnoloģija
Lieljaudasīpaši ātri lāzeritiek plaši izmantoti progresīvā ražošanā, informācijā, mikroelektronikā, biomedicīnā, valsts aizsardzībā un militārajā jomā, un attiecīgie zinātniskie pētījumi ir vitāli svarīgi, lai veicinātu valsts zinātniskās un tehnoloģiskās inovācijas un augstas kvalitātes attīstību. Plānā šķēlelāzera sistēmaPateicoties lielas vidējās jaudas, lielas impulsa enerģijas un izcilas staru kvalitātes priekšrocībām, ir liels pieprasījums attosekundes fizikā, materiālu apstrādē un citās zinātnes un rūpniecības jomās, un tas ir plaši nobažījies visā pasaulē.
Nesen pētnieku grupa Ķīnā ir izmantojusi pašu izstrādātu vafeļu moduli un reģeneratīvās pastiprināšanas tehnoloģiju, lai sasniegtu augstas veiktspējas (augsta stabilitāte, liela jauda, ​​augsta staru kūļa kvalitāte, augsta efektivitāte) īpaši ātru vafeles.lāzersizvade. Izstrādājot reģenerācijas pastiprinātāja dobumu un kontrolējot virsmas temperatūru un diska kristāla mehānisko stabilitāti dobumā, tiek sasniegta lāzera viena impulsa enerģija >300 μJ, impulsa platums <7 ps, vidējā jauda >150 W. , un augstākā gaismas–gaismas pārveidošanas efektivitāte var sasniegt 61%, kas ir arī augstākā līdz šim ziņotā optiskās konversijas efektivitāte. Stara kvalitātes koeficients M2<1.06@150W, 8h stabilitāte RMS<0.33%, šis sasniegums iezīmē nozīmīgu progresu augstas veiktspējas ultraātrā vafeļlāzerā, kas sniegs plašākas iespējas lieljaudas ultraātrā lāzera lietojumiem.

Augsta atkārtošanās frekvence, lielas jaudas vafeļu reģenerācijas pastiprināšanas sistēma
Vafeļu lāzera pastiprinātāja struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tas ietver šķiedru sēklu avotu, plānas šķēles lāzera galviņu un reģeneratīvā pastiprinātāja dobumu. Kā sākuma avots tika izmantots ar iterbija leģēts šķiedru oscilators ar vidējo jaudu 15 mW, centrālo viļņa garumu 1030 nm, impulsa platumu 7, 1 ps un atkārtošanās frekvenci 30 MHz. Vafeļu lāzera galviņā ir izmantots paštaisīts Yb: YAG kristāls ar 8,8 mm diametru un 150 µm biezumu un 48 taktu sūknēšanas sistēma. Sūkņa avots izmanto nulles fonona līniju LD ar 969 nm bloķēšanas viļņa garumu, kas samazina kvantu defektu līdz 5,8%. Unikālā dzesēšanas struktūra var efektīvi atdzesēt vafeļu kristālu un nodrošināt reģenerācijas dobuma stabilitāti. Reģeneratīvā pastiprināšanas dobums sastāv no Pockels šūnām (PC), plānās plēves polarizatoriem (TFP), ceturkšņa viļņu plāksnēm (QWP) un augstas stabilitātes rezonatora. Izolatorus izmanto, lai neļautu pastiprinātai gaismai apgriezti sabojāt sēklas avotu. Izolatora struktūra, kas sastāv no TFP1, Rotator un Half-Wave Plates (HWP), tiek izmantota, lai izolētu ievades sēklas un pastiprinātus impulsus. Sēklu impulss caur TFP2 nonāk reģenerācijas pastiprināšanas kamerā. Bārija metaborāta (BBO) kristāli, PC un QWP apvienojas, veidojot optisku slēdzi, kas periodiski pieslēdz datoram augstu spriegumu, lai selektīvi uztvertu sēklu impulsu un izplatītu to uz priekšu un atpakaļ dobumā. Vēlamais impulss svārstās dobumā un tiek efektīvi pastiprināts turp un atpakaļ izplatīšanās laikā, precīzi pielāgojot kastes saspiešanas periodu.
Vafeļu reģenerācijas pastiprinātājam ir laba izvades veiktspēja, un tam būs svarīga loma augstākās klases ražošanas jomās, piemēram, ekstremālā ultravioletā litogrāfija, attosekundes sūkņa avots, 3C elektronika un jauni enerģijas transportlīdzekļi. Tajā pašā laikā ir paredzēts, ka vafeļu lāzera tehnoloģija tiks piemērota lieliem superjaudīgiemlāzera ierīces, nodrošinot jaunus eksperimentālus līdzekļus vielas veidošanai un smalkai noteikšanai nanomēroga telpas mērogā un femtosekundes laika skalā. Lai apmierinātu valsts galvenās vajadzības, projekta komanda turpinās koncentrēties uz lāzertehnoloģiju inovācijām, turpināt izlauzties cauri stratēģisku lieljaudas lāzerkristālu sagatavošanā un efektīvi uzlabot lāzerierīču neatkarīgās pētniecības un attīstības iespējas. informācijas, enerģijas, augstākās klases iekārtu un tā tālāk jomas.