Високопродуктивна ультрашвидка пластиналазерні технології
Високопотужнийнадшвидкісні лазеришироко використовуються в сучасному виробництві, інформації, мікроелектроніці, біомедицині, національній обороні та військовій сфері, а відповідні наукові дослідження є життєво важливими для сприяння національним науково-технологічним інноваціям і високоякісному розвитку. Тонкорізнийлазерна системаз його перевагами високої середньої потужності, великої енергії імпульсу та чудової якості променя має великий попит у фізиці аттосекунд, обробки матеріалів та інших наукових і промислових галузях, і був широко стурбований країнами в усьому світі.
Нещодавно дослідницька група в Китаї використала власно розроблений модуль пластини та технологію регенеративного підсилення для досягнення високої продуктивності (висока стабільність, висока потужність, висока якість променя, висока ефективність) надшвидкої пластини.лазервихід. Завдяки конструкції порожнини регенераційного підсилювача та контролю температури поверхні та механічної стабільності дискового кристала в порожнині досягається вихід лазера з енергією одного імпульсу >300 мкДж, шириною імпульсу <7 пс, середньою потужністю >150 Вт. , а найвища ефективність перетворення світла в світло може сягати 61%, що також є найвищою ефективністю оптичного перетворення, про яку повідомлялося досі. Коефіцієнт якості променя M2<1,06@150W, 8-годинна стабільність RMS<0,33%, це досягнення знаменує важливий прогрес у високопродуктивному надшвидкому пластинчастому лазері, який надасть більше можливостей для застосування високопотужного надшвидкого лазера.
Висока частота повторення, система посилення регенерації пластин високої потужності
Структура пластинчастого лазерного підсилювача показана на малюнку 1. Він включає волоконний затравковий джерело, тонку лазерну головку та регенеративний резонатор підсилювача. В якості затравочного джерела використовувався волоконний генератор, легований ітербієм, із середньою потужністю 15 мВт, центральною довжиною хвилі 1030 нм, шириною імпульсу 7,1 пс і частотою повторення 30 МГц. У головці пластинчастого лазера використовується саморобний кристал Yb: YAG діаметром 8,8 мм і товщиною 150 мкм і 48-тактною системою накачування. Джерело накачування використовує безфононну лінію LD з фіксованою довжиною хвилі 969 нм, що зменшує квантовий дефект до 5,8%. Унікальна структура охолодження може ефективно охолодити кристал пластини та забезпечити стабільність регенераційної порожнини. Регенеративна підсилювальна порожнина складається з осередків Поккельса (PC), тонкоплівкових поляризаторів (TFP), четвертьхвильових пластин (QWP) і високостабільного резонатора. Ізолятори використовуються, щоб запобігти зворотному пошкодженню джерела насіння підсиленим світлом. Структура ізолятора, що складається з TFP1, ротатора та напівхвильових пластин (HWP), використовується для ізоляції вхідних зерен і посилених імпульсів. Початковий імпульс надходить у камеру посилення регенерації через TFP2. Кристали метаборату барію (BBO), PC і QWP об’єднуються, щоб утворити оптичний перемикач, який періодично подає високу напругу на PC, щоб вибірково вловлювати зародковий імпульс і поширювати його назад і вперед у порожнині. Потрібний імпульс коливається в резонаторі та ефективно посилюється під час кругового проходження завдяки точному регулюванню періоду стиснення коробки.
Підсилювач регенерації пластин демонструє хорошу вихідну продуктивність і відіграватиме важливу роль у високоякісних галузях виробництва, таких як екстремальна ультрафіолетова літографія, аттосекундне джерело накачування, електроніка 3C та транспортні засоби з новою енергією. У той же час очікується, що технологія пластинчастого лазера буде застосована для великих надпотужнихлазерні пристрої, забезпечуючи новий експериментальний засіб для формування та точного виявлення матерії в нанорозмірному масштабі простору та фемтосекундному масштабі часу. З метою задоволення головних потреб країни команда проекту продовжуватиме зосереджуватися на інноваціях у лазерних технологіях, продовжуватиме процес підготовки стратегічних високопотужних лазерних кристалів та ефективно покращуватиме незалежні дослідження та можливості розробки лазерних пристроїв у сфери інформації, енергетики, висококласного обладнання тощо.
Час публікації: 28 травня 2024 р