Высокопроизводительная сверхбыстрая пластиналазерная технология
Мощныйсверхбыстрые лазерышироко используются в передовом производстве, информации, микроэлектронике, биомедицине, национальной обороне и военной сфере, а соответствующие научные исследования имеют жизненно важное значение для содействия национальным научным и технологическим инновациям и высококачественному развитию. Тонкий ломтиклазерная системаБлагодаря своим преимуществам, таким как высокая средняя мощность, большая энергия импульса и превосходное качество луча, он пользуется большим спросом в аттосекундной физике, обработке материалов и других научных и промышленных областях и широко используется во многих странах мира.
Недавно исследовательская группа в Китае использовала модуль пластины собственной разработки и технологию регенеративного усиления для достижения высокопроизводительных (высокая стабильность, высокая мощность, высокое качество луча, высокая эффективность) сверхбыстрых пластин.лазервыход. За счет конструкции резонатора регенерационного усилителя и контроля температуры поверхности и механической стабильности дискового кристалла в резонаторе достигается выходная мощность лазера с энергией одиночного импульса >300 мкДж, длительностью импульса <7 пс, средней мощностью >150 Вт. , а самая высокая эффективность преобразования света в свет может достигать 61%, что также является самой высокой эффективностью оптического преобразования, о которой сообщалось до сих пор. Коэффициент качества луча M2<1,06 при 150 Вт, 8-часовая стабильность RMS<0,33%, это достижение знаменует собой важный прогресс в области высокопроизводительного сверхбыстрого лазера на пластинах, который предоставит больше возможностей для применения мощных сверхбыстрых лазеров.
Высокая частота повторения, мощная система усиления регенерации пластин.
Структура пластинчатого лазерного усилителя показана на рисунке 1. Он включает в себя волоконный затравочный источник, лазерную головку с тонкими срезами и резонатор регенеративного усилителя. В качестве затравочного источника использовался волоконный генератор, легированный иттербием, средней мощностью 15 мВт, центральной длиной волны 1030 нм, длительностью импульса 7,1 пс и частотой следования 30 МГц. В пластинчатой лазерной головке используется самодельный кристалл Yb:YAG диаметром 8,8 мм и толщиной 150 мкм и 48-тактная система накачки. В источнике накачки используется бесфононная линия ЛД с длиной волны захвата 969 нм, что снижает квантовый дефект до 5,8%. Уникальная охлаждающая структура позволяет эффективно охлаждать кристаллическую пластину и обеспечивать стабильность полости регенерации. Регенеративный усилительный резонатор состоит из ячеек Поккельса (PC), тонкопленочных поляризаторов (TFP), четвертьволновых пластин (QWP) и высокостабильного резонатора. Изоляторы используются для предотвращения обратного повреждения источника семян усиленным светом. Изолирующая структура, состоящая из TFP1, вращателя и полуволновых пластин (HWP), используется для изоляции входных начальных импульсов и усиленных импульсов. Затравочный импульс поступает в камеру усиления регенерации через TFP2. Кристаллы метабората бария (BBO), ПК и QWP объединяются, образуя оптический переключатель, который периодически подает высокое напряжение на ПК для избирательного захвата затравочного импульса и распространения его вперед и назад в резонаторе. Желаемый импульс колеблется в резонаторе и эффективно усиливается во время распространения туда и обратно за счет точной регулировки периода сжатия ящика.
Усилитель регенерации пластин демонстрирует хорошие выходные характеристики и будет играть важную роль в высокотехнологичных производственных областях, таких как литография в крайнем ультрафиолете, аттосекундный источник накачки, 3C-электроника и автомобили на новой энергии. В то же время ожидается, что технология лазера на пластинах будет применяться в больших сверхмощных системах.лазерные устройства, предоставляя новые экспериментальные средства для формирования и точного обнаружения материи в наномасштабном пространстве и фемтосекундном временном масштабе. С целью удовлетворения основных потребностей страны команда проекта продолжит концентрироваться на инновациях в лазерных технологиях, дальнейшем прорыве в подготовке стратегических мощных лазерных кристаллов и эффективном улучшении независимых исследований и разработок лазерных устройств в области информации, энергетики, высокотехнологичного оборудования и так далее.
Время публикации: 28 мая 2024 г.