Augstas veiktspējas ultraātas vafeļu lāzera tehnoloģija

Augstas veiktspējas ultrafast vafelelāzera tehnoloģija
LieljaudasĪpaši lāzeritiek plaši izmantoti progresīvā ražošanā, informācijā, mikroelektronikā, biomedicīnā, nacionālajā aizsardzībā un militārajā jomā, un attiecīgie zinātniskie pētījumi ir svarīgi, lai veicinātu nacionālās zinātniskās un tehnoloģiskās inovācijas un augstas kvalitātes attīstību. Plāna šķēlelāzera sistēmaAr augstas vidējās jaudas, lielās pulsa enerģijas un lieliskās staru kvalitātes priekšrocībām ir liels pieprasījums pēc fizikas, materiālu apstrādes un citām zinātniskām un rūpnieciskām jomām, un tās ir plaši uztraucušās visā pasaulē.
Nesen pētījumu grupa Ķīnā ir izmantojusi pašattīstītu vafeļu moduli un reģeneratīvās pastiprināšanas tehnoloģiju, lai sasniegtu augstas veiktspējas (augstu stabilitāti, lielu jaudu, augstas staru kvalitāti, augstu efektivitāti) īpaši ātru vafeļulāzersizvade. Izstrādājot reģenerācijas pastiprinātāja dobumu un diska kristāla virsmas temperatūras un mehāniskās stabilitātes kontroli dobumā, viena impulsa enerģijas lāzera izeja> 300 μJ, impulsa platums <7 ps, vidējā jauda> 150 W tiek sasniegta , un augstākā no gaismas un gaismas pārveidošanas efektivitātes var sasniegt 61%, kas ir arī līdz šim ziņotākais arī augstākā optiskās konvertācijas efektivitāte. Sijas kvalitātes koeficients M2 <1,06@150w, 8h stabilitātes rm <0,33%, šis sasniegums iezīmē svarīgu progresu augstas veiktspējas ultraātas vafeļu lāzerā, kas nodrošinās vairāk iespēju augstas enerģijas ultraātas lāzera lietojumprogrammām.

Augstas atkārtošanās frekvence, augstas jaudas vafeļu reģenerācijas pastiprināšanas sistēma
Vafer lāzera pastiprinātāja struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tas ietver šķiedru sēklu avotu, plānas šķēles lāzera galvu un reģeneratīvo pastiprinātāja dobumu. Par sēklu avotu tika izmantots ytterbium leģēts šķiedru oscilators ar vidējo jaudu 15 mW, centrālais viļņa garums 1030 nm, impulsa platums 7,1 PS un atkārtošanās ātrums 30 MHz. Vafer lāzera galva izmanto mājās gatavotu YB: YAG kristālu ar diametru 8,8 mm un biezumu 150 µm un 48 taktu sūknēšanas sistēmu. Sūkņa avots izmanto nulles fononu līnijas 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. Reģeneratīvi pastiprinošais dobums sastāv no pockels šūnām (PC), plānas plēves polarizatoriem (TFP), ceturtdaļviļņu plāksnēm (QWP) un augstas stabilitātes rezonatoru. Izolatori tiek izmantoti, lai novērstu pastiprinātas gaismas pārlieku bojāšanu sēklu avotam. Ieejas sēklu izolēšanai un pastiprinātu impulsu izolēšanai izmanto izolatora struktūru, kas sastāv no TFP1, rotatora un pusviļņu plāksnēm (HWP). Sēklu impulss nonāk reģenerācijas pastiprināšanas kamerā, izmantojot TFP2. Bārija metaborāta (BBO) kristāli, PC un QWP apvieno, veidojot optisko slēdzi, kas datoram piemēro periodiski augstu spriegumu, lai selektīvi uztvertu sēklu impulsu un pavairotu to turp un atpakaļ dobumā. Vēlamais impulss svārstās dobumā un tiek efektīvi pastiprināts turp un atpakaļ izplatīšanās laikā, precīzi pielāgojot kastes saspiešanas periodu.
Vafeļu reģenerācijas pastiprinātājs parāda labu izejas veiktspēju, un tai būs liela nozīme augstākās klases ražošanas laukos, piemēram, ekstrēmā ultravioletā litogrāfijā, attosekundes sūkņa avots, 3C elektronika un jauni enerģijas transportlīdzekļi. Tajā pašā laikā paredzams, ka vafeļu lāzera tehnoloģija tiks piemērota lielai superjaudailāzera ierīces, jaunu eksperimentālu līdzekļu nodrošināšana matērijas veidošanai un smalkai noteikšanai nanomēroga kosmosa skalā un femtosekundē laika skalā. Ar mērķi kalpot valsts galvenajām vajadzībām, projekta komanda turpinās koncentrēties uz lāzera tehnoloģiju jauninājumiem, turpmāk izlauzdamies, sagatavojot stratēģiskos lieljaudas lāzera kristālus un efektīvi uzlabojot lāzera ierīču neatkarīgo pētījumu un attīstības spēju Informācijas, enerģijas, augstākās klases aprīkojuma un tā tālāk lauki.