Высокопроизводительная сверхбыстрая пластиналазерные технологии
Высокая мощностьсверхбыстрые лазерыОни широко используются в передовом производстве, информационных технологиях, микроэлектронике, биомедицине, национальной обороне и военной сфере, а соответствующие научные исследования имеют жизненно важное значение для содействия национальным научно-техническим инновациям и высококачественному развитию. Тонкосрезовыелазерная системаБлагодаря таким преимуществам, как высокая средняя мощность, большая энергия импульса и превосходное качество пучка, эта технология пользуется большим спросом в аттосекундной физике, обработке материалов и других научных и промышленных областях, и вызывает широкий интерес во всем мире.
Недавно исследовательская группа в Китае, используя разработанный ею модуль для получения пластин и технологию регенеративного усиления, достигла высоких характеристик (высокая стабильность, высокая мощность, высокое качество луча, высокая эффективность) при создании сверхбыстрых пластин.лазерБлагодаря конструкции резонатора регенерационного усилителя и контролю температуры поверхности и механической стабильности дискового кристалла в резонаторе, достигается лазерное излучение с энергией одиночного импульса >300 мкДж, шириной импульса <7 пс, средней мощностью >150 Вт, а также максимальная эффективность преобразования света в свет, достигающая 61%, что также является самой высокой оптической эффективностью преобразования, зарегистрированной на сегодняшний день. Коэффициент качества пучка M2 <1,06 при 150 Вт, среднеквадратичное отклонение стабильности за 8 часов <0,33% — это достижение знаменует собой важный прогресс в высокопроизводительных сверхбыстрых пластинчатых лазерах, который откроет больше возможностей для применения мощных сверхбыстрых лазеров.
Система усиления регенерации пластин с высокой частотой повторения и высокой мощностью
Структура лазерного усилителя на подложке показана на рисунке 1. Она включает в себя волоконный источник затравки, тонкослойную лазерную головку и регенеративный усилительный резонатор. В качестве источника затравки использовался волоконный генератор, легированный иттербием, со средней мощностью 15 мВт, центральной длиной волны 1030 нм, длительностью импульса 7,1 пс и частотой повторения 30 МГц. В лазерной головке на подложке используется изготовленный в лабораторных условиях кристалл Yb:YAG диаметром 8,8 мм и толщиной 150 мкм, а также система накачки с 48 ходами. В качестве источника накачки используется лазерный диод с нулевой фононной линией и длиной волны блокировки 969 нм, что снижает квантовый дефект до 5,8%. Уникальная система охлаждения эффективно охлаждает кристалл на подложке и обеспечивает стабильность регенеративного резонатора. Регенеративный усилительный резонатор состоит из ячеек Поккельса (PC), тонкопленочных поляризаторов (TFP), четвертьволновых пластин (QWP) и высокостабильного резонатора. Изоляторы используются для предотвращения обратного повреждения источника затравки усиленным светом. Изоляционная структура, состоящая из TFP1, ротатора и полуволновых пластин (HWP), используется для изоляции входных затравочных импульсов и усиленных импульсов. Затравочный импульс поступает в камеру регенерационного усиления через TFP2. Кристаллы метабората бария (BBO), PC и QWP объединяются, образуя оптический переключатель, который периодически подает высокое напряжение на PC для селективного захвата затравочного импульса и его распространения туда и обратно в резонаторе. Желаемый импульс колеблется в резонаторе и эффективно усиливается во время распространения туда и обратно путем точной регулировки периода сжатия в камере.
Усилитель регенерации пластины демонстрирует хорошие выходные характеристики и будет играть важную роль в высокотехнологичных областях производства, таких как литография в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне, аттосекундные источники накачки, электроника 3C и электромобили. В то же время ожидается, что технология лазеров на пластинах найдет применение в крупных сверхмощных устройствах.лазерные устройстваЭто позволит создать новые экспериментальные средства для формирования и точного обнаружения материи в наномасштабном пространственном масштабе и фемтосекундном временном масштабе. С целью удовлетворения основных потребностей страны, проектная группа продолжит уделять основное внимание инновациям в лазерных технологиях, совершенствовать разработку стратегически важных мощных лазерных кристаллов и эффективно повышать собственные научно-исследовательские возможности в области лазерных устройств в информационных технологиях, энергетике, высокотехнологичном оборудовании и т.д.
Дата публикации: 28 мая 2024 г.