Teknologi laser wafer ultracepat berkinerja tinggi

Wafer ultracepat berkinerja tinggiteknologi laser
Kekuatan tinggilaser ultra cepatbanyak digunakan di bidang manufaktur maju, informasi, mikroelektronik, biomedis, pertahanan nasional dan bidang militer, dan penelitian ilmiah yang relevan sangat penting untuk mempromosikan inovasi ilmiah dan teknologi nasional dan pembangunan berkualitas tinggi. Iris tipissistem laserdengan keunggulan daya rata-rata yang tinggi, energi pulsa yang besar, dan kualitas pancaran yang sangat baik, sangat diminati dalam fisika attodetik, pemrosesan material, dan bidang ilmiah dan industri lainnya, dan telah menjadi perhatian luas oleh negara-negara di seluruh dunia.
Baru-baru ini, tim peneliti di Tiongkok telah menggunakan modul wafer yang dikembangkan sendiri dan teknologi amplifikasi regeneratif untuk mencapai wafer ultra-cepat berkinerja tinggi (stabilitas tinggi, daya tinggi, kualitas sinar tinggi, efisiensi tinggi).laserkeluaran. Melalui desain rongga penguat regenerasi dan kontrol suhu permukaan dan stabilitas mekanis kristal cakram di rongga, keluaran laser energi pulsa tunggal >300 μJ, lebar pulsa <7 ps, daya rata-rata >150 W tercapai. , dan efisiensi konversi cahaya ke cahaya tertinggi dapat mencapai 61%, yang juga merupakan efisiensi konversi optik tertinggi yang dilaporkan sejauh ini. Faktor kualitas sinar M2<1,06@150W, stabilitas 8 jam RMS<0,33%, pencapaian ini menandai kemajuan penting dalam laser wafer ultracepat berkinerja tinggi, yang akan memberikan lebih banyak kemungkinan untuk aplikasi laser ultracepat berdaya tinggi.

Frekuensi pengulangan tinggi, sistem amplifikasi regenerasi wafer daya tinggi
Struktur penguat laser wafer ditunjukkan pada Gambar 1. Ini mencakup sumber benih serat, kepala laser irisan tipis, dan rongga penguat regeneratif. Osilator serat yang didoping ytterbium dengan daya rata-rata 15 mW, panjang gelombang pusat 1030 nm, lebar pulsa 7,1 ps dan kecepatan pengulangan 30 MHz digunakan sebagai sumber benih. Kepala laser wafer menggunakan kristal Yb:YAG buatan sendiri dengan diameter 8,8 mm dan ketebalan 150 µm serta sistem pemompaan 48 langkah. Sumber pompa menggunakan LD garis nol-fonon dengan panjang gelombang kunci 969 nm, yang mengurangi cacat kuantum hingga 5,8%. Struktur pendingin yang unik dapat secara efektif mendinginkan kristal wafer dan memastikan stabilitas rongga regenerasi. Rongga penguat regeneratif terdiri dari sel Pockels (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP) dan resonator berstabilitas tinggi. Isolator digunakan untuk mencegah cahaya yang diperkuat merusak sumber benih. Struktur isolator yang terdiri dari TFP1, Rotator, dan Pelat Setengah Gelombang (HWP) digunakan untuk mengisolasi benih masukan dan pulsa yang diperkuat. Pulsa benih memasuki ruang amplifikasi regenerasi melalui TFP2. Kristal barium metaborat (BBO), PC, dan QWP bergabung membentuk saklar optik yang menerapkan tegangan tinggi secara berkala ke PC untuk secara selektif menangkap denyut benih dan menyebarkannya bolak-balik di dalam rongga. Denyut nadi yang diinginkan berosilasi di dalam rongga dan diperkuat secara efektif selama propagasi bolak-balik dengan menyesuaikan periode kompresi kotak.
Penguat regenerasi wafer menunjukkan kinerja keluaran yang baik dan akan memainkan peran penting dalam bidang manufaktur kelas atas seperti litografi ultraviolet ekstrem, sumber pompa attodetik, elektronik 3C, dan kendaraan energi baru. Pada saat yang sama, teknologi laser wafer diharapkan dapat diterapkan pada kapal super bertenaga besarperangkat laser, menyediakan sarana eksperimental baru untuk pembentukan dan deteksi halus materi pada skala ruang skala nano dan skala waktu femtodetik. Dengan tujuan melayani kebutuhan utama negara, tim proyek akan terus fokus pada inovasi teknologi laser, melakukan terobosan lebih lanjut dalam persiapan kristal laser berdaya tinggi yang strategis, dan secara efektif meningkatkan kemampuan penelitian dan pengembangan independen perangkat laser di negara tersebut. bidang informasi, energi, peralatan canggih dan sebagainya.