Tecnoloxía láser ultrarrápida de alto rendemento

Oblea ultrarrápida de alto rendementotecnoloxía láser
Alta potencialáseres ultrarrápidosson amplamente utilizados na fabricación avanzada, información, microelectrónica, biomedicina, defensa nacional e campos militares, e a investigación científica relevante é vital para promover a innovación científica e tecnolóxica nacional e o desenvolvemento de alta calidade. Porción finasistema lásercoas súas vantaxes de alta potencia media, gran enerxía de pulso e excelente calidade do feixe ten unha gran demanda en física de atosegundos, procesamento de materiais e outros campos científicos e industriais, e foi moi preocupado por países de todo o mundo.
Recentemente, un equipo de investigación en China utilizou un módulo de obleas de desenvolvemento propio e a tecnoloxía de amplificación rexenerativa para conseguir obleas ultrarrápidas de alto rendemento (alta estabilidade, alta potencia, alta calidade do feixe e alta eficiencia).lásersaída. A través do deseño da cavidade do amplificador de rexeneración e do control da temperatura superficial e da estabilidade mecánica do cristal do disco na cavidade, conséguese a saída láser de enerxía de pulso único > 300 μJ, ancho de pulso < 7 ps, potencia media > 150 W , e a eficiencia de conversión de luz a luz máis alta pode alcanzar o 61%, que tamén é a eficiencia de conversión óptica máis alta reportada ata o momento. O factor de calidade do feixe M2<1.06@150W, estabilidade 8h RMS<0.33%, este logro marca un importante avance no láser ultrarrápido de obleas de alto rendemento, que proporcionará máis posibilidades para aplicacións de láser ultrarrápido de alta potencia.

Alta frecuencia de repetición, sistema de amplificación de rexeneración de obleas de alta potencia
A estrutura do amplificador láser de obleas móstrase na figura 1. Inclúe unha fonte de semente de fibra, un cabezal láser de corte delgado e unha cavidade do amplificador rexenerativo. Como fonte de semente utilizouse un oscilador de fibra dopada con iterbio cunha potencia media de 15 mW, unha lonxitude de onda central de 1030 nm, un ancho de pulso de 7,1 ps e unha taxa de repetición de 30 MHz. O cabezal láser de oblea utiliza un cristal Yb: YAG feito en casa cun diámetro de 8,8 mm e un grosor de 150 µm e un sistema de bombeo de 48 tempos. A fonte da bomba usa unha liña de fonón cero LD cunha lonxitude de onda de bloqueo de 969 nm, o que reduce o defecto cuántico ao 5,8%. A estrutura de refrixeración única pode arrefriar eficazmente o cristal da oblea e garantir a estabilidade da cavidade de rexeneración. A cavidade de amplificación rexenerativa está formada por células Pockels (PC), polarizadores de película fina (TFP), placas de cuarto de onda (QWP) e un resonador de alta estabilidade. Os illantes úsanse para evitar que a luz amplificada prexudique a fonte de sementes. Para illar as sementes de entrada e os pulsos amplificados utilízase unha estrutura illante formada por TFP1, placas rotativas e de media onda (HWP). O pulso de semente entra na cámara de amplificación de rexeneración a través de TFP2. Os cristais de metaborato de bario (BBO), PC e QWP combínanse para formar un interruptor óptico que aplica unha tensión periódicamente alta ao PC para capturar selectivamente o pulso de semente e propagalo cara atrás e cara atrás na cavidade. O pulso desexado oscila na cavidade e amplificase eficazmente durante a propagación de ida e volta axustando finamente o período de compresión da caixa.
O amplificador de rexeneración de obleas mostra un bo rendemento de saída e desempeñará un papel importante en campos de fabricación de gama alta, como a litografía ultravioleta extrema, a fonte de bomba de atosegundo, a electrónica 3C e os vehículos de nova enerxía. Ao mesmo tempo, espérase que a tecnoloxía láser de obleas se aplique a grandes superpotentesdispositivos láser, proporcionando un novo medio experimental para a formación e detección fina de materia a escala espacial nanoescala e escala temporal de femtosegundo. Co obxectivo de atender as principais necesidades do país, o equipo do proxecto seguirá centrándose na innovación tecnolóxica con láser, seguirá avanzando na preparación de cristais estratéxicos de láser de alta potencia e mellorará eficazmente a capacidade de investigación e desenvolvemento independente dos dispositivos láser en os campos da información, a enerxía, os equipos de alta gama, etc.