Высокопроизводительная сверхбыстрая пластиналазерная технология
Высокая мощностьсверхбыстрые лазерышироко используются в передовых производственных областях, информации, микроэлектронике, биомедицине, национальной обороне и военных областях, а соответствующие научные исследования имеют жизненно важное значение для продвижения национальных научных и технологических инноваций и высококачественного развития. Тонкий срезлазерная системаБлагодаря своим преимуществам, таким как высокая средняя мощность, большая энергия импульса и превосходное качество пучка, он пользуется большим спросом в аттосекундной физике, обработке материалов и других научных и промышленных областях, и вызывает широкий интерес во многих странах мира.
Недавно исследовательская группа в Китае использовала разработанный ею модуль пластины и технологию регенеративного усиления для достижения высокопроизводительных (высокая стабильность, высокая мощность, высокое качество пучка, высокая эффективность) сверхбыстрых пластин.лазервыход. Благодаря конструкции резонатора усилителя регенерации и контролю температуры поверхности и механической стабильности кристалла диска в резонаторе достигается выходная мощность лазера с энергией одиночного импульса >300 мкДж, длительностью импульса <7 пс, средней мощностью >150 Вт, а наивысшая эффективность преобразования света в свет может достигать 61%, что также является наивысшей эффективностью оптического преобразования, зарегистрированной до сих пор. Фактор качества пучка M2<1,06@150 Вт, 8-часовая стабильность RMS<0,33%, это достижение знаменует собой важный прогресс в области высокопроизводительных сверхбыстрых пластинчатых лазеров, что предоставит больше возможностей для приложений сверхбыстрых лазеров высокой мощности.
Высокая частота повторения, мощная система регенерации пластин с усилением
Структура усилителя лазера на пластине показана на рисунке 1. Она включает в себя источник затравки на волокне, головку тонкого среза лазера и регенеративный резонатор усилителя. В качестве источника затравки использовался легированный иттербием волоконный генератор со средней мощностью 15 мВт, центральной длиной волны 1030 нм, шириной импульса 7,1 пс и частотой повторения 30 МГц. Головка лазера на пластине использует самодельный кристалл Yb:YAG диаметром 8,8 мм и толщиной 150 мкм и 48-тактную систему накачки. Источник накачки использует бесфононный линейный лазер с длиной волны блокировки 969 нм, что снижает квантовый дефект до 5,8%. Уникальная структура охлаждения может эффективно охлаждать кристалл пластины и обеспечивать стабильность резонатора регенерации. Регенеративная усиливающая полость состоит из ячеек Поккельса (PC), тонкопленочных поляризаторов (TFP), четвертьволновых пластин (QWP) и высокостабильного резонатора. Изоляторы используются для предотвращения обратного повреждения источника затравки усиленным светом. Изоляторная структура, состоящая из TFP1, ротатора и полуволновых пластин (HWP), используется для изоляции входных затравок и усиленных импульсов. Затравочный импульс поступает в камеру регенеративного усиления через TFP2. Кристаллы метабората бария (BBO), PC и QWP объединяются, образуя оптический переключатель, который периодически подает высокое напряжение на PC для избирательного захвата затравочного импульса и распространения его вперед и назад в полости. Желаемый импульс колеблется в полости и эффективно усиливается во время распространения в оба конца путем точной регулировки периода сжатия коробки.
Усилитель регенерации пластин показывает хорошие выходные характеристики и будет играть важную роль в таких областях производства высокого класса, как литография экстремального ультрафиолета, источник аттосекундной накачки, электроника 3C и новые энергетические транспортные средства. В то же время ожидается, что технология лазера на пластинах будет применяться в больших сверхмощныхлазерные устройства, предоставляя новые экспериментальные средства для формирования и точного обнаружения материи в наномасштабном космическом масштабе и фемтосекундном временном масштабе. С целью удовлетворения основных потребностей страны, команда проекта продолжит фокусироваться на инновациях в области лазерных технологий, продвинется дальше в подготовке стратегических высокомощных лазерных кристаллов и эффективно улучшит независимые возможности исследований и разработок лазерных устройств в областях информации, энергетики, высококлассного оборудования и т. д.
Время публикации: 28 мая 2024 г.