Teknologi laser wafer ultracepat berkinerja tinggi

Wafer ultracepat berkinerja tinggiteknologi laser
Daya tinggilaser sangat cepatbanyak digunakan dalam manufaktur canggih, informasi, mikroelektronika, biomedis, pertahanan nasional dan bidang militer, dan penelitian ilmiah yang relevan sangat penting untuk mempromosikan inovasi ilmiah dan teknologi nasional dan pembangunan berkualitas tinggi.sistem laserdengan keunggulannya berupa daya rata-rata tinggi, energi pulsa besar, dan kualitas sinar yang sangat baik memiliki permintaan besar dalam fisika attodetik, pemrosesan material, dan bidang ilmiah serta industri lainnya, dan telah banyak diminati 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 kinerja tinggi (stabilitas tinggi, daya tinggi, kualitas sinar tinggi, efisiensi tinggi) wafer ultra-cepat.laserkeluaran. Melalui desain rongga penguat regenerasi dan kontrol suhu permukaan serta stabilitas mekanis kristal cakram di rongga, keluaran laser dengan 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 berkas 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.

Sistem amplifikasi regenerasi wafer dengan frekuensi pengulangan tinggi dan 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 terdoping ytterbium dengan daya rata-rata 15 mW, panjang gelombang pusat 1030 nm, lebar pulsa 7,1 ps dan laju 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 dan sistem pemompaan 48 langkah. Sumber pompa menggunakan LD garis fonon nol 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 amplifikasi regeneratif terdiri dari sel Pockels (PC), Polarizer Film Tipis (TFP), Pelat Gelombang Seperempat (QWP) dan resonator stabilitas tinggi. Isolator digunakan untuk mencegah cahaya yang diperkuat merusak sumber benih secara terbalik. Struktur isolator yang terdiri dari TFP1, Rotator, dan Half-Wave Plates (HWP) digunakan untuk mengisolasi benih masukan dan pulsa yang diperkuat. Pulsa benih memasuki ruang amplifikasi regenerasi melalui TFP2. Kristal barium metaborate (BBO), PC, dan QWP bergabung untuk membentuk sakelar optik yang menerapkan tegangan tinggi secara berkala ke PC untuk menangkap pulsa benih secara selektif dan menyebarkannya bolak-balik di rongga. Pulsa yang diinginkan berosilasi di rongga dan diperkuat secara efektif selama perambatan bolak-balik dengan menyesuaikan periode kompresi kotak secara cermat.
Penguat regenerasi wafer menunjukkan kinerja keluaran yang baik dan akan memainkan peran penting dalam bidang manufaktur kelas atas seperti litografi ultraviolet ekstrem, sumber pompa attosecond, elektronik 3C, dan kendaraan energi baru. Pada saat yang sama, teknologi laser wafer diharapkan dapat diterapkan pada super-kuat yang besarperangkat laser, menyediakan cara eksperimental baru untuk pembentukan dan deteksi halus materi pada skala ruang nano dan skala waktu femtodetik. Dengan tujuan melayani kebutuhan utama negara, tim proyek akan terus berfokus pada inovasi teknologi laser, lebih jauh menerobos persiapan kristal laser berdaya tinggi yang strategis, dan secara efektif meningkatkan kemampuan penelitian dan pengembangan independen perangkat laser di bidang informasi, energi, peralatan canggih, dan sebagainya.