Tehokas ultranopea kiekkolasertekniikka

Tehokas ultranopea kiekkolasertekniikka
Tehokasultranopeita lasereitaNiitä käytetään laajalti edistyneessä valmistuksessa, informaatiossa, mikroelektroniikassa, biolääketieteessä, maanpuolustuksessa ja sotilasaloilla, ja asiaan liittyvä tieteellinen tutkimus on elintärkeää kansallisen tieteellisen ja teknologisen innovaation ja korkealaatuisen kehityksen edistämiseksi. Ohut viipalelaserjärjestelmäKorkean keskimääräisen tehon, suuren pulssienergian ja erinomaisen säteen laadun etujensa ansiosta sillä on suuri kysyntä attosekunnin fysiikassa, materiaalinkäsittelyssä ja muilla tieteen ja teollisuuden aloilla, ja maat ympäri maailmaa ovat olleet laajalti huolissaan.
Äskettäin tutkimusryhmä Kiinassa on käyttänyt itse kehitettyä kiekkomoduulia ja regeneratiivista vahvistustekniikkaa saavuttaakseen korkean suorituskyvyn (korkea vakaus, suuri teho, korkea säteen laatu, korkea hyötysuhde) ultranopean kiekon.laserulostulo. Regenerointivahvistimen ontelon suunnittelulla ja ontelossa olevan levykiteen pintalämpötilan ja mekaanisen stabiilisuuden säädön avulla saavutetaan laserlähtö yksittäisen pulssin energialla >300 μJ, pulssin leveydellä <7 ps, keskiteholla >150 W , ja korkein valosta valoksi muunnostehokkuus voi olla 61 %, mikä on myös korkein toistaiseksi raportoitu optinen muunnostehokkuus. Säteen laatukerroin M2<1,06@150W, 8h vakaus RMS<0,33%, tämä saavutus on merkittävä edistysaskel korkean suorituskyvyn ultranopeassa kiekkolaserissa, joka tarjoaa enemmän mahdollisuuksia suuritehoisiin ultranopeisiin lasersovelluksiin.

Korkea toistotaajuus, suuritehoinen kiekkojen regeneraatiovahvistusjärjestelmä
Kiekkolaservahvistimen rakenne on esitetty kuvassa 1. Se sisältää kuitujen siemenlähteen, ohut laserpään ja regeneratiivisen vahvistimen ontelon. Siemenlähteenä käytettiin ytterbium-seostettua kuituoskillaattoria, jonka keskimääräinen teho oli 15 mW, keskusaallonpituus 1030 nm, pulssin leveys 7,1 ps ja toistotaajuus 30 MHz. Kiekkolaserpäässä käytetään kotitekoista Yb: YAG -kidettä, jonka halkaisija on 8,8 mm ja paksuus 150 µm, sekä 48-tahtista pumppausjärjestelmää. Pumppulähde käyttää nollafononilinjaa LD, jonka lukitusaallonpituus on 969 nm, mikä vähentää kvanttivian 5,8 prosenttiin. Ainutlaatuinen jäähdytysrakenne voi tehokkaasti jäähdyttää kiekkokiteen ja varmistaa regeneraatioontelon vakauden. Regeneratiivinen vahvistuskammio koostuu Pockels-soluista (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave levyistä (QWP) ja erittäin stabiilista resonaattorista. Isolaattoreita käytetään estämään vahvistettua valoa vahingoittamasta siemenlähdettä. Isolaattorirakennetta, joka koostuu TFP1:stä, Rotator- ja Half-Wave Plates (HWP) -levyistä, käytetään eristämään syötetyt siemenet ja vahvistetut pulssit. Siemenpulssi saapuu regeneraatiovahvistuskammioon TFP2:n kautta. Bariummetaboraatti (BBO) -kiteet, PC ja QWP muodostavat optisen kytkimen, joka syöttää ajoittain korkean jännitteen PC:hen sieppaakseen siemenpulssin ja levittääkseen sitä edestakaisin onkalossa. Haluttu pulssi värähtelee ontelossa ja vahvistuu tehokkaasti edestakaisen etenemisen aikana säätämällä hienosti laatikon puristusjaksoa.
Kiekkojen regenerointivahvistimella on hyvä lähtöteho, ja sillä on tärkeä rooli huippuluokan valmistusalueilla, kuten äärimmäisessä ultraviolettilitografiassa, attosekunnin pumppulähteessä, 3C-elektroniikassa ja uusissa energiaajoneuvoissa. Samaan aikaan kiekkolasertekniikkaa odotetaan sovellettavan suuriin supertehokkaisiinlaserlaitteet, joka tarjoaa uuden kokeellisen tavan aineen muodostumiseen ja hienotunnistukseen nanomittakaavan avaruusasteikolla ja femtosekuntien aika-asteikolla. Tavoitteena palvella maan suuria tarpeita, projektiryhmä jatkaa keskittymistä laserteknologian innovaatioihin, murtaa edelleen strategisten suuritehoisten laserkiteiden valmistuksessa ja parantaa tehokkaasti laserlaitteiden riippumatonta tutkimus- ja kehityskapasiteettia. tieto-, energia-, huippuluokan laitteet ja niin edelleen aloilla.