Nagy teljesítményű, ultragyors ostyalézer technológia

Nagy teljesítményű ultragyors ostyalézertechnológia
Nagy teljesítményűultragyors lézerekszéles körben használják a fejlett gyártásban, az információban, a mikroelektronikában, a biomedicinában, a nemzetvédelemben és a katonai területeken, és a releváns tudományos kutatás létfontosságú a nemzeti tudományos és technológiai innováció és a magas színvonalú fejlesztés előmozdításához. Vékony szeletlézerrendszerA magas átlagos teljesítmény, a nagy impulzusenergia és a kiváló nyalábminőség előnyeivel nagy kereslet mutatkozik az attoszekundumos fizikában, az anyagfeldolgozásban és más tudományos és ipari területeken, és világszerte széles körben érdeklődik iránta.
Nemrégiben egy kínai kutatócsoport saját fejlesztésű wafer modult és regeneratív erősítési technológiát használt nagy teljesítményű (nagy stabilitás, nagy teljesítmény, magas nyalábminőség, nagy hatásfok) ultragyors wafer előállításához.lézerkimenet. A regenerációs erősítő üregének kialakításával, valamint a korongkristály felületi hőmérsékletének és mechanikai stabilitásának szabályozásával az üregben >300 μJ egyetlen impulzus energiájú, <7 ps impulzusszélességű és >150 W átlagos teljesítményű lézerteljesítmény érhető el, és a legmagasabb fény-fény konverziós hatásfok elérheti a 61%-ot, ami egyben a valaha jelentett legmagasabb optikai konverziós hatásfok is. Az M2<1,06@150W nyalábminőségi tényező és a 8 órás RMS-stabilitás <0,33%, ami fontos előrelépést jelent a nagy teljesítményű ultragyors ostyalézerek terén, és további lehetőségeket kínál a nagy teljesítményű ultragyors lézeralkalmazásokhoz.

Nagy ismétlési frekvencia, nagy teljesítményű ostyaregenerációs erősítő rendszer
Az ostyalézer-erősítő szerkezetét az 1. ábra mutatja. Ez egy szálas vetőmagforrást, egy vékonyréteg-lézerfejet és egy regeneratív erősítőüreget tartalmaz. Vetőmagforrásként egy itterbiummal adalékolt szálas oszcillátort használtak, amelynek átlagos teljesítménye 15 mW, központi hullámhossza 1030 nm, impulzusszélessége 7,1 ps és ismétlési frekvenciája 30 MHz. Az ostyalézer-fej egy házi készítésű Yb:YAG kristályt használ, amelynek átmérője 8,8 mm és vastagsága 150 µm, valamint egy 48 ütemű pumpálórendszert. A pumpálóforrás egy nulla fonon vonalú LD-t használ 969 nm-es zárt hullámhosszal, ami a kvantumhibát 5,8%-ra csökkenti. Az egyedülálló hűtőszerkezet hatékonyan hűti az ostyakristályt és biztosítja a regenerációs üreg stabilitását. A regeneratív erősítőüreg Pockels-cellákból (PC), vékonyréteg-polarizátorokból (TFP), negyedhullámú lemezekből (QWP) és egy nagy stabilitású rezonátorból áll. Izolátorokat használnak annak megakadályozására, hogy az erősített fény visszafelé károsítsa a vetőmagforrást. Egy TFP1-ből, rotátorból és félhullámú lemezekből (HWP) álló izolátorszerkezetet használnak a bemeneti magjelek és az erősített impulzusok elkülönítésére. A magjel impulzus a TFP2-n keresztül jut be a regenerációs erősítőkamrába. A bárium-metaborát (BBO) kristályok, a PC és a QWP együttesen egy optikai kapcsolót alkotnak, amely periodikusan magas feszültséget alkalmaz a PC-re, hogy szelektíven rögzítse a magjel impulzust, és oda-vissza terjessze azt az üregben. A kívánt impulzus oszcillál az üregben, és a doboz kompressziós periódusának finomhangolásával hatékonyan erősíthető a körforgás során.
A lapka regeneráló erősítő jó kimeneti teljesítményt mutat, és fontos szerepet fog játszani olyan csúcskategóriás gyártási területeken, mint az extrém ultraibolya litográfia, az attoszekundumos pumpáló forrás, a 3C elektronika és az új energiájú járművek. Ugyanakkor a lapka lézertechnológiát várhatóan nagy, szupererős járművekben is alkalmazzák majd.lézeres eszközök, új kísérleti eszközt biztosítva az anyag nanoskálájú térbeli és femtoszekundumos időskálán történő előállítására és finom detektálására. Az ország főbb igényeinek kielégítése érdekében a projektcsapat továbbra is a lézertechnológiai innovációra összpontosít, tovább töri át a stratégiai nagy teljesítményű lézerkristályok előállítását, és hatékonyan javítja a lézereszközök független kutatási és fejlesztési képességét az információ, az energia, a csúcskategóriás berendezések stb. területén.