Teknologi laser wafer ultra cepat berkinerja tinggi

Wafer ultra cepat berkinerja tinggiteknologi laser
Daya tinggilaser ultra cepatDigunakan secara luas di bidang manufaktur canggih, informasi, mikroelektronika, biomedis, pertahanan nasional dan militer, dan penelitian ilmiah terkait sangat penting untuk mendorong inovasi ilmu pengetahuan dan teknologi nasional serta pembangunan berkualitas tinggi. Irisan tipissistem laserDengan keunggulan daya rata-rata yang tinggi, energi pulsa yang besar, dan kualitas berkas yang sangat baik, alat ini sangat dibutuhkan dalam fisika attosecond, pengolahan material, dan bidang ilmiah serta industri lainnya, dan telah mendapat perhatian luas dari berbagai negara di seluruh dunia.
Baru-baru ini, sebuah 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 pancaran tinggi, efisiensi tinggi).laserMelalui desain rongga penguat regenerasi dan pengendalian suhu permukaan serta stabilitas mekanik kristal cakram di dalam 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 hingga saat ini. Faktor kualitas berkas M2<1,06@150W, stabilitas 8 jam RMS<0,33%, pencapaian ini menandai kemajuan penting dalam laser wafer ultrafast berkinerja tinggi, yang akan memberikan lebih banyak kemungkinan untuk aplikasi laser ultrafast daya tinggi.

Sistem amplifikasi regenerasi wafer frekuensi pengulangan tinggi dan daya tinggi.
Struktur penguat laser wafer ditunjukkan pada Gambar 1. Struktur ini mencakup sumber seed serat optik, kepala laser irisan tipis, dan rongga penguat regeneratif. Osilator serat optik yang didoping iterbium dengan daya rata-rata 15 mW, panjang gelombang pusat 1030 nm, lebar pulsa 7,1 ps, dan laju pengulangan 30 MHz digunakan sebagai sumber seed. 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 penguncian 969 nm, yang mengurangi defek kuantum hingga 5,8%. Struktur pendinginan yang unik dapat secara efektif mendinginkan kristal wafer dan memastikan stabilitas rongga regenerasi. Rongga penguat regeneratif terdiri dari sel Pockels (PC), Polarizer Film Tipis (TFP), Pelat Seperempat Gelombang (QWP), dan resonator stabilitas tinggi. Isolator digunakan untuk mencegah cahaya yang diperkuat merusak sumber awal secara balik. Struktur isolator yang terdiri dari TFP1, Rotator, dan Pelat Setengah Gelombang (HWP) digunakan untuk mengisolasi sumber awal masukan dan pulsa yang diperkuat. Pulsa awal memasuki ruang amplifikasi regenerasi melalui TFP2. Kristal barium metaborat (BBO), PC, dan QWP bergabung membentuk sakelar optik yang menerapkan tegangan tinggi periodik ke PC untuk secara selektif menangkap pulsa awal dan merambatkannya bolak-balik di dalam rongga. Pulsa yang diinginkan berosilasi di dalam rongga dan diperkuat secara efektif selama perambatan bolak-balik dengan menyesuaikan periode kompresi kotak secara halus.
Penguat regenerasi wafer menunjukkan kinerja keluaran yang baik dan akan memainkan peran penting di 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 perangkat super-kuat berukuran besar.perangkat 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 fokus pada inovasi teknologi laser, lebih jauh lagi melakukan terobosan dalam persiapan kristal laser daya tinggi strategis, dan secara efektif meningkatkan kemampuan penelitian dan pengembangan independen perangkat laser di bidang informasi, energi, peralatan canggih, dan sebagainya.