Teknologi laser wafer ultrafast berprestasi tinggi

Wafer ultracepat berprestasi tinggiteknologi laser
Berkuasa tinggilaser ultracepatdigunakan secara meluas dalam pembuatan termaju, maklumat, mikroelektronik, bioperubatan, pertahanan negara dan bidang ketenteraan, dan penyelidikan saintifik yang berkaitan adalah penting untuk menggalakkan inovasi saintifik dan teknologi negara serta pembangunan berkualiti tinggi. hiris nipissistem laserdengan kelebihan kuasa purata yang tinggi, tenaga nadi yang besar dan kualiti pancaran yang sangat baik mempunyai permintaan yang besar dalam fizik attosaat, pemprosesan bahan dan bidang saintifik dan perindustrian lain, dan telah mendapat perhatian secara meluas oleh negara-negara di seluruh dunia.
Baru-baru ini, pasukan penyelidik di China telah menggunakan modul wafer yang dibangunkan sendiri dan teknologi penguatan penjanaan semula untuk mencapai prestasi tinggi (kestabilan tinggi, kuasa tinggi, kualiti pancaran tinggi, kecekapan tinggi) wafer ultra-pantaslaserkeluaran. Melalui reka bentuk rongga penguat penjanaan semula dan kawalan suhu permukaan dan kestabilan mekanikal kristal cakera dalam rongga, output laser tenaga nadi tunggal> 300 μJ, lebar nadi <7 ps, kuasa purata> 150 W dicapai , dan kecekapan penukaran cahaya kepada cahaya tertinggi boleh mencapai 61%, yang juga merupakan kecekapan penukaran optik tertinggi yang dilaporkan setakat ini. Faktor kualiti rasuk M2<1.06@150W, kestabilan 8j RMS<0.33%, pencapaian ini menandakan kemajuan penting dalam laser wafer ultrafast berprestasi tinggi, yang akan memberikan lebih banyak kemungkinan untuk aplikasi laser ultrafast berkuasa tinggi.

Kekerapan pengulangan yang tinggi, sistem penguatan penjanaan semula wafer kuasa tinggi
Struktur penguat laser wafer ditunjukkan dalam Rajah 1. Ia termasuk sumber benih gentian, kepala laser hirisan nipis dan rongga penguat regeneratif. Pengayun gentian ytterbium-doped dengan purata kuasa 15 mW, panjang gelombang pusat 1030 nm, lebar nadi 7.1 ps dan kadar ulangan 30 MHz digunakan sebagai sumber benih. Kepala laser wafer menggunakan kristal Yb: YAG buatan sendiri dengan diameter 8.8 mm dan ketebalan 150 µm dan sistem pengepaman 48 lejang. Sumber pam menggunakan LD talian sifar-phonon dengan panjang gelombang kunci 969 nm, yang mengurangkan kecacatan kuantum kepada 5.8%. Struktur penyejukan yang unik boleh menyejukkan kristal wafer dengan berkesan dan memastikan kestabilan rongga penjanaan semula. Rongga penguat regeneratif terdiri daripada sel Pockels (PC), Polarizer Filem Nipis (TFP), Plat Quarter-Wave (QWP) dan resonator kestabilan tinggi. Pengasing digunakan untuk menghalang cahaya yang dikuatkan daripada merosakkan sumber benih secara terbalik. Struktur pengasing yang terdiri daripada TFP1, Rotator dan Plat Separuh Gelombang (HWP) digunakan untuk mengasingkan benih input dan denyutan yang dikuatkan. Nadi benih memasuki ruang penguatan penjanaan semula melalui TFP2. Kristal Barium metaborate (BBO), PC dan QWP bergabung untuk membentuk suis optik yang menggunakan voltan tinggi secara berkala pada PC untuk menangkap nadi benih secara selektif dan menyebarkannya ke belakang dan ke belakang dalam rongga. Nadi yang dikehendaki berayun dalam rongga dan dikuatkan dengan berkesan semasa perambatan perjalanan pergi dan balik dengan melaraskan tempoh mampatan kotak dengan halus.
Penguat penjanaan semula wafer menunjukkan prestasi keluaran yang baik dan akan memainkan peranan penting dalam bidang pembuatan mewah seperti litografi ultraungu yang melampau, sumber pam attosaat, elektronik 3C dan kenderaan tenaga baharu. Pada masa yang sama, teknologi laser wafer dijangka akan digunakan pada kuasa super besarperanti laser, menyediakan kaedah eksperimen baharu untuk pembentukan dan pengesanan halus jirim pada skala ruang nano dan skala masa femtosaat. Dengan matlamat untuk memenuhi keperluan utama negara, pasukan projek akan terus menumpukan pada inovasi teknologi laser, seterusnya menembusi penyediaan kristal laser berkuasa tinggi yang strategik, dan secara berkesan meningkatkan keupayaan penyelidikan dan pembangunan bebas peranti laser dalam bidang maklumat, tenaga, peralatan canggih dan sebagainya.