Tehnologie laser ultrarapidă de înaltă performanță pentru plachete

Plachetă ultrarapidă de înaltă performanțătehnologia laser
Putere marelasere ultrarapidesunt utilizate pe scară largă în domeniul producției avansate, informației, microelectronicei, biomedicinei, apărării naționale și militar, iar cercetarea științifică relevantă este vitală pentru promovarea inovației științifice și tehnologice naționale și a dezvoltării de înaltă calitate. Subțire-feliesistem laserCu avantajele sale de putere medie ridicată, energie pulsată mare și calitate excelentă a fasciculului, are o mare cerere în fizica atosecundelor, prelucrarea materialelor și alte domenii științifice și industriale și a fost larg interesată de țările din întreaga lume.
Recent, o echipă de cercetare din China a utilizat un modul de wafer dezvoltat de ei înșiși și o tehnologie de amplificare regenerativă pentru a obține wafer ultra-rapid de înaltă performanță (stabilitate ridicată, putere mare, calitate ridicată a fasciculului, eficiență ridicată).laserieșire. Prin proiectarea cavității amplificatorului de regenerare și controlul temperaturii de suprafață și al stabilității mecanice a cristalului disc din cavitate, se obține o putere laser de ieșire cu o energie a unui singur impuls >300 μJ, o lățime a impulsului <7 ps, o putere medie >150 W, iar cea mai mare eficiență a conversiei lumină-lumină poate ajunge la 61%, aceasta fiind și cea mai mare eficiență a conversiei optice raportată până în prezent. Factorul de calitate a fasciculului M2<1,06@150W, stabilitatea pe 8 ore RMS<0,33%, această realizare marchează un progres important în domeniul laserelor ultrarapide de înaltă performanță pentru plachete, care va oferi mai multe posibilități pentru aplicațiile laser ultrarapide de mare putere.

Sistem de amplificare prin regenerare a plachetelor de mare putere și frecvență de repetiție ridicată
Structura amplificatorului laser pentru plachetă este prezentată în Figura 1. Acesta include o sursă de inițiere cu fibră, un cap laser cu felie subțire și o cavitate a amplificatorului regenerativ. Ca sursă de inițiere a fost utilizat un oscilator cu fibră dopat cu yterbiu, cu o putere medie de 15 mW, o lungime de undă centrală de 1030 nm, o lățime a impulsului de 7,1 ps și o rată de repetiție de 30 MHz. Capul laser pentru plachetă utilizează un cristal Yb:YAG de fabricație proprie, cu un diametru de 8,8 mm și o grosime de 150 µm, precum și un sistem de pompare cu 48 de timpi. Sursa pompei utilizează un LD cu linie zero-fononică, cu o lungime de undă de blocare de 969 nm, care reduce defectul cuantic la 5,8%. Structura unică de răcire poate răci eficient cristalul plachetei și poate asigura stabilitatea cavității de regenerare. Cavitatea de amplificare regenerativă este formată din celule Pockels (PC), polarizatoare cu peliculă subțire (TFP), plăci cu un sfert de undă (QWP) și un rezonator de înaltă stabilitate. Izolatorii sunt utilizați pentru a preveni deteriorarea inversă a sursei de semințe de către lumina amplificată. O structură izolatoare formată din TFP1, Rotator și plăci cu jumătate de undă (HWP) este utilizată pentru a izola semințe de intrare și impulsurile amplificate. Impulsul de semințe intră în camera de amplificare a regenerării prin TFP2. Cristalele de metaborat de bariu (BBO), PC și QWP se combină pentru a forma un comutator optic care aplică periodic o tensiune înaltă la PC pentru a capta selectiv impulsul de semințe și a-l propaga înainte și înapoi în cavitate. Impulsul dorit oscilează în cavitate și este amplificat eficient în timpul propagării dus-întors prin ajustarea fină a perioadei de compresie a cutiei.
Amplificatorul de regenerare a waferelor prezintă performanțe bune de ieșire și va juca un rol important în domenii de producție de înaltă performanță, cum ar fi litografia ultravioletă extremă, sursa de pompare cu atosecunde, electronica 3C și vehiculele cu energie nouă. În același timp, se așteaptă ca tehnologia laser a waferelor să fie aplicată la procesoare super-puternice de mari dimensiuni.dispozitive laser, oferind un nou mijloc experimental pentru formarea și detectarea fină a materiei la scară nanometrică și la scară de timp femtosecundă. Cu scopul de a satisface nevoile majore ale țării, echipa de proiect va continua să se concentreze pe inovarea tehnologiei laser, va continua să progreseze în pregătirea cristalelor laser strategice de mare putere și va îmbunătăți eficient capacitatea independentă de cercetare și dezvoltare a dispozitivelor laser în domeniile informației, energiei, echipamentelor de înaltă performanță și așa mai departe.