Nagy teljesítményű ultragyors wafer lézer technológia

Nagy teljesítményű ultragyors ostyalézer technológia
Nagy teljesítményűultragyors lézerekszéles körben használják a fejlett gyártás, az információs, a mikroelektronika, a biomedicina, a honvédelem és a katonai területeken, és a vonatkozó tudományos kutatás létfontosságú a nemzeti tudományos és technológiai innováció és a magas színvonalú fejlesztés előmozdítása érdekében. Vékony szeletlézeres rendszerA nagy átlagos teljesítmény, a nagy impulzusenergia és a kiváló sugárminőség előnyeivel nagy kereslet mutatkozik az attoszekundumos fizika, az anyagfeldolgozás és más tudományos és ipari területeken, és a világ országaiban széles körben foglalkoztatják.
A közelmúltban egy kínai kutatócsoport saját fejlesztésű ostyamodult és regeneratív erősítő technológiát használt a nagy teljesítményű (nagy stabilitás, nagy teljesítmény, kiváló sugárminőség, nagy hatásfokú) ultragyors ostya eléréséhez.lézerkimenet. A regenerációs erősítő üregének kialakításával, valamint az üregben lévő lemezkristály felületi hőmérsékletének és mechanikai stabilitásának szabályozásával egy impulzusenergia >300 μJ, impulzusszélesség <7 ps, átlagos teljesítmény >150 W lézerkimenet érhető el. , és a legmagasabb fény-fény konverziós hatásfok elérheti a 61%-ot, ami egyben az eddig közölt legmagasabb optikai konverziós hatékonyság is. A sugárminőségi tényező M2<1,06@150W, 8 órás stabilitás RMS<0,33%, ez az eredmény fontos előrelépést jelent a nagy teljesítményű ultragyors waferlézer terén, amely több lehetőséget biztosít a nagy teljesítményű ultragyors lézeres alkalmazásokhoz.

Magas ismétlési frekvencia, nagy teljesítményű szeletregeneráló erősítő rendszer
A szeletlézeres erősítő felépítése az 1. ábrán látható. Tartalmaz egy szálmagforrást, egy vékony szeletű lézerfejet és egy regeneratív erősítő üreget. Magforrásként egy 15 mW átlagos teljesítményű, 1030 nm központi hullámhosszú, 7,1 ps impulzusszélességű és 30 MHz-es ismétlési frekvenciájú, ytterbiummal adalékolt száloszcillátort használtak. Az ostyalézerfej házi készítésű, 8,8 mm átmérőjű és 150 µm vastagságú Yb: YAG kristályt és 48 ütemű szivattyúrendszert használ. A szivattyúforrás 969 nm-es zár hullámhosszú LD nulla-fononvonalat használ, ami 5,8%-ra csökkenti a kvantumhibát. Az egyedülálló hűtőszerkezet hatékonyan hűtheti az ostyakristályt és biztosítja a regenerációs üreg stabilitását. A regeneratív erősítő üreg Pockels cellákból (PC), vékonyréteg-polarizátorokból (TFP), Quarter-Wave lemezekből (QWP) és egy nagy stabilitású rezonátorból áll. Izolátorokat használnak annak megakadályozására, hogy az erősített fény visszafelé károsítsa a magforrást. A bemeneti magvak és az erősített impulzusok elkülönítésére egy TFP1-ből, Rotatorból és Half-Wave Plates-ből (HWP) álló izolátorszerkezetet használnak. A magimpulzus a TFP2-n keresztül jut be a regenerációs erősítő kamrába. A bárium-metaborát (BBO) kristályok, a PC és a QWP egy optikai kapcsolót alkotnak, amely időszakosan nagy feszültséget kapcsol a PC-re, hogy szelektíven rögzítse a magimpulzust, és oda-vissza továbbítsa azt az üregben. A kívánt impulzus oszcillál az üregben, és az oda-vissza terjedés során a doboz kompressziós periódusának finom beállításával hatékonyan felerősödik.
A szeletregeneráló erősítő jó kimeneti teljesítményt mutat, és fontos szerepet fog játszani a csúcskategóriás gyártási területeken, mint például az extrém ultraibolya litográfia, az attoszekundumos szivattyúforrás, a 3C elektronika és az új energetikai járművek. Ugyanakkor, az ostya lézeres technológiát várhatóan nagy szupererőseknél alkalmazzáklézeres eszközök, amely új kísérleti eszközt biztosít az anyag képződésére és finom detektálására nanoméretű térskálán és femtoszekundumos időskálán. Az ország főbb szükségleteinek kiszolgálása érdekében a projektcsapat továbbra is a lézertechnológiai innovációra összpontosít, tovább töri a stratégiai nagy teljesítményű lézerkristályok előkészítését, és hatékonyan javítja a lézeres eszközök független kutatási és fejlesztési képességét az információ, az energia, a csúcsminőségű berendezések és így tovább.