Tehokas ultranopea kiekkolasertekniikka
Suuritehoinenultranopeat laseritkäytetään laajalti edistyneessä valmistuksessa, tiedontuotannossa, mikroelektroniikassa, biolääketieteessä, maanpuolustuksessa ja sotilasaloilla, ja asiaankuuluva tieteellinen tutkimus on elintärkeää kansallisen tieteellisen ja teknologisen innovaation ja korkealaatuisen kehityksen edistämiseksi. OhutviipalelaserjärjestelmäSen edut, kuten korkea keskimääräinen teho, suuri pulssienergia ja erinomainen säteen laatu, ovat erittäin kysyttyjä attosekuntifysiikassa, materiaalinkäsittelyssä ja muilla tieteen ja teollisuuden aloilla, ja se on herättänyt laajaa kiinnostusta maissa ympäri maailmaa.
Äskettäin kiinalainen tutkimusryhmä on käyttänyt itse kehittämäänsä kiekkomoduulia ja regeneratiivista vahvistusteknologiaa saavuttaakseen korkean suorituskyvyn (korkea vakaus, suuri teho, korkea säteen laatu, korkea hyötysuhde) erittäin nopean kiekon.laserlähtö. Regenerointivahvistimen ontelon suunnittelun ja ontelossa olevan kiekkokiteen pintalämpötilan ja mekaanisen stabiilisuuden hallinnan ansiosta saavutetaan laserin yksittäisen pulssin energia >300 μJ, pulssinleveys <7 ps, keskimääräinen teho >150 W, ja korkein valosta valoon -muunnoshyötysuhde voi olla 61 %, mikä on myös tähän mennessä raportoitu korkein optinen muunnoshyötysuhde. Säteen laatukerroin M2 <1,06 @ 150 W, 8 tunnin stabiilius RMS <0,33 %, mikä on tärkeä edistysaskel korkean suorituskyvyn ultranopeiden kiekkolasereiden alalla ja tarjoaa lisää mahdollisuuksia suuritehoisiin ultranopeiden laserien sovelluksiin.
Korkea toistotaajuus, suuritehoinen kiekkojen regenerointivahvistusjärjestelmä
Kiekkolaservahvistimen rakenne on esitetty kuvassa 1. Se sisältää kuitusiemenlähteen, ohutviipalelaserpään ja regeneratiivisen vahvistinontelon. Siemenlähteenä käytettiin ytterbiumilla seostettua kuituoskillaattoria, jonka keskimääräinen teho on 15 mW, keskeinen aallonpituus 1030 nm, pulssinleveys 7,1 ps ja toistotaajuus 30 MHz. Kiekkolaserpäässä käytetään itse tehtyä Yb:YAG-kidettä, jonka halkaisija on 8,8 mm ja paksuus 150 µm, sekä 48-tahtista pumppausjärjestelmää. Pumppulähde käyttää fononitonta linjaa LD, jonka lukitusaallonpituus on 969 nm, mikä vähentää kvanttivirheen 5,8 prosenttiin. Ainutlaatuinen jäähdytysrakenne jäähdyttää kiekkokiteen tehokkaasti ja varmistaa regenerointiontelon vakauden. Regeneratiivinen vahvistusontelo koostuu Pockelsin kennoista (PC), ohutkalvopolarisaattoreista (TFP), neljännesaaltolevyistä (QWP) ja erittäin vakaasta resonaattorista. Eristimiä käytetään estämään vahvistettua valoa vahingoittamasta siemenlähdettä taaksepäin. TFP1:stä, rotaattorista ja puoliaaltolevyistä (HWP) koostuvaa eristinrakennetta käytetään eristämään syötetyt siemenpulssit ja vahvistetut pulssit. Siemenpulssi saapuu regenerointivahvistuskammioon TFP2:n kautta. Bariummetaboraattikiteet (BBO), PC ja QWP muodostavat yhdessä optisen kytkimen, joka kohdistaa PC:hen jaksottaisesti korkean jännitteen siemenpulssin kaappaamiseksi ja sen levittämiseksi edestakaisin ontelossa. Haluttu pulssi värähtelee ontelossa ja vahvistuu tehokkaasti edestakaisen etenemisen aikana säätämällä laatikon puristusjaksoa hienosäätämällä.
Kiekkojen regenerointivahvistin osoittaa hyvää lähtötehoa ja sillä on tärkeä rooli huippuluokan valmistusaloilla, kuten äärimmäisen ultraviolettilitografiassa, attosekuntipumpun lähteessä, 3C-elektroniikassa ja uusissa energialähteissä. Samaan aikaan kiekkolaserteknologiaa odotetaan sovellettavan suuriin supertehokkaisiin laitteisiin.laserlaitteet, joka tarjoaa uuden kokeellisen keinon aineen muodostumiseen ja hienomittakaavaiseen havaitsemiseen nanoskaalan avaruusskaalalla ja femtosekunnin aikaskaalalla. Maan tärkeimpien tarpeiden palvelemiseksi projektitiimi keskittyy edelleen laserteknologian innovaatioihin, jatkaa strategisten suuritehoisten laserkiteiden valmistuksen läpimurtoa ja parantaa tehokkaasti laserlaitteiden itsenäistä tutkimus- ja kehityskapasiteettia tiedon, energian, huippulaitteiden ja niin edelleen aloilla.
Julkaisun aika: 28.5.2024