Visokoučinkovita ultrabrza wafer laserska tehnologija

Ultrabrza pločica visokih performansilaserska tehnologija
Visoke snageultrabrzi laserinaširoko se koriste u naprednoj proizvodnji, informacijama, mikroelektronici, biomedicini, nacionalnoj obrani i vojnim područjima, a relevantna znanstvena istraživanja ključna su za promicanje nacionalnih znanstvenih i tehnoloških inovacija i visokokvalitetnog razvoja. Tanka kriškalaserski sustavsa svojim prednostima visoke prosječne snage, velike pulsne energije i izvrsne kvalitete snopa ima veliku potražnju u attosekundnoj fizici, obradi materijala i drugim znanstvenim i industrijskim poljima, a široko je zabrinut u zemljama diljem svijeta.
Nedavno je istraživački tim u Kini upotrijebio modul pločice koji je samostalno razvio i tehnologiju regenerativnog pojačanja kako bi postigao ultrabrzu pločicu visokih performansi (visoka stabilnost, velika snaga, visoka kvaliteta snopa, visoka učinkovitost).laserizlaz. Kroz dizajn šupljine regeneracijskog pojačala i kontrolu površinske temperature i mehaničke stabilnosti kristala diska u šupljini, postiže se laserski izlaz energije jednog impulsa >300 μJ, širine impulsa <7 ps, prosječne snage >150 W , a najveća učinkovitost pretvorbe svjetlosti u svjetlost može doseći 61%, što je ujedno i najveća dosad prijavljena učinkovitost optičke pretvorbe. Faktor kvalitete snopa M2<1,06@150W, 8h stabilnost RMS<0,33%, ovo postignuće označava važan napredak u ultrabrzom wafer laseru visokih performansi, koji će pružiti više mogućnosti za ultrabrze laserske aplikacije velike snage.

Visoka frekvencija ponavljanja, sustav pojačanja regeneracije pločice velike snage
Struktura wafer laserskog pojačala prikazana je na slici 1. Uključuje izvor vlakana, tanku lasersku glavu i šupljinu regenerativnog pojačala. Vlaknasti oscilator dopiran iterbijem s prosječnom snagom od 15 mW, središnjom valnom duljinom od 1030 nm, širinom pulsa od 7,1 ps i brzinom ponavljanja od 30 MHz korišten je kao početni izvor. Glava wafer lasera koristi domaći Yb: YAG kristal promjera 8,8 mm i debljine 150 µm i sustav pumpanja od 48 takta. Izvor crpke koristi LD bez fononske linije s zaključanom valnom duljinom od 969 nm, što smanjuje kvantni defekt na 5,8%. Jedinstvena struktura hlađenja može učinkovito ohladiti kristal pločice i osigurati stabilnost regeneracijske šupljine. Regenerativna šupljina za pojačanje sastoji se od Pockelsovih ćelija (PC), polarizatora tankog filma (TFP), četvrtvalnih ploča (QWP) i rezonatora visoke stabilnosti. Izolatori se koriste kako bi se spriječilo pojačano svjetlo da obrnuto ošteti izvor sjemena. Struktura izolatora koja se sastoji od TFP1, rotatora i poluvalnih ploča (HWP) koristi se za izolaciju ulaznih klica i pojačanih impulsa. Impuls sjemena ulazi u komoru za pojačanje regeneracije preko TFP2. Kristali barijevog metaborata (BBO), PC i QWP kombiniraju se da tvore optički prekidač koji povremeno primjenjuje visoki napon na PC kako bi se selektivno uhvatio impuls klica i širio ga naprijed-natrag u šupljini. Željeni puls oscilira u šupljini i učinkovito se pojačava tijekom povratnog širenja finim podešavanjem perioda kompresije kutije.
Pojačalo za regeneraciju vafera pokazuje dobre izlazne performanse i igrat će važnu ulogu u vrhunskim proizvodnim poljima kao što su ekstremna ultraljubičasta litografija, atosekundni izvor pumpe, 3C elektronika i nova energetska vozila. U isto vrijeme, očekuje se da će se tehnologija wafer lasera primijeniti na velike super-snagelaserski uređaji, pružajući nova eksperimentalna sredstva za formiranje i finu detekciju materije na svemirskoj skali nanoskale i vremenskoj skali femtosekunde. S ciljem služenja glavnim potrebama zemlje, projektni tim nastavit će se usredotočiti na inovacije laserske tehnologije, dalje napredovati u pripremi strateških laserskih kristala velike snage i učinkovito poboljšati sposobnost neovisnog istraživanja i razvoja laserskih uređaja u polja informacija, energije, vrhunske opreme i tako dalje.