Mataas na pagganap ng ultrafast wafer laser na teknolohiya

Mataas na pagganap ultrafast waferteknolohiya ng laser
Mataas na kapangyarihanultrafast lasersay malawakang ginagamit sa advanced na pagmamanupaktura, impormasyon, microelectronics, biomedicine, pambansang depensa at larangan ng militar, at ang nauugnay na siyentipikong pananaliksik ay mahalaga upang isulong ang pambansang makabagong siyentipiko at teknolohikal at mataas na kalidad na pag-unlad. manipis-hiwasistema ng laserkasama ang mga bentahe nito ng mataas na average na kapangyarihan, malaking enerhiya ng pulso at mahusay na kalidad ng beam ay may malaking pangangailangan sa attosecond physics, pagproseso ng materyal at iba pang larangang pang-agham at pang-industriya, at malawak na ikinababahala ng mga bansa sa buong mundo.
Kamakailan, isang research team sa China ang gumamit ng self-developed wafer module at regenerative amplification technology para makamit ang mataas na performance (high stability, high power, high beam quality, high efficiency) ultra-fast waferlaseroutput. Sa pamamagitan ng disenyo ng regeneration amplifier cavity at ang kontrol ng surface temperature at mechanical stability ng disc crystal sa cavity, ang laser output ng single pulse energy >300 μJ, pulse width <7 ps, average power >150 W ay nakakamit. , at ang pinakamataas na light-to-light na conversion na kahusayan ay maaaring umabot sa 61%, na ito rin ang pinakamataas na optical conversion na kahusayan na iniulat sa ngayon. Ang beam quality factor M2<1.06@150W, 8h stability RMS<0.33%, ang tagumpay na ito ay nagmamarka ng mahalagang pag-unlad sa high-performance na ultrafast wafer laser, na magbibigay ng mas maraming posibilidad para sa high-power ultrafast laser application.

Mataas na dalas ng pag-uulit, mataas na power wafer regeneration amplification system
Ang istraktura ng wafer laser amplifier ay ipinapakita sa Figure 1. Kabilang dito ang pinagmumulan ng fiber seed, isang manipis na slice laser head at isang regenerative amplifier cavity. Ang isang ytterbium-doped fiber oscillator na may average na kapangyarihan na 15 mW, isang gitnang wavelength na 1030 nm, isang lapad ng pulso na 7.1 ps at isang rate ng pag-uulit na 30 MHz ang ginamit bilang pinagmumulan ng binhi. Gumagamit ang wafer laser head ng homemade Yb: YAG crystal na may diameter na 8.8 mm at may kapal na 150 µm at isang 48-stroke pumping system. Gumagamit ang pump source ng zero-phonon line LD na may 969 nm lock wavelength, na binabawasan ang quantum defect sa 5.8%. Ang natatanging istraktura ng paglamig ay maaaring epektibong palamig ang wafer na kristal at matiyak ang katatagan ng regeneration cavity. Ang regenerative amplifying cavity ay binubuo ng Pockels cells (PC), Thin Film Polarizer (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP) at isang high-stability resonator. Ang mga isolator ay ginagamit upang maiwasan ang pinalakas na liwanag mula sa pabalik-balik na pagkasira sa pinagmumulan ng binhi. Isang isolator structure na binubuo ng TFP1, Rotator at Half-Wave Plates (HWP) ay ginagamit upang ihiwalay ang mga input seed at amplified pulse. Ang seed pulse ay pumapasok sa regeneration amplification chamber sa pamamagitan ng TFP2. Ang Barium metaborate (BBO) crystals, PC, at QWP ay nagsasama-sama upang bumuo ng optical switch na naglalapat ng pana-panahong mataas na boltahe sa PC upang piliing makuha ang pulso ng binhi at ipalaganap ito pabalik-balik sa lukab. Ang ninanais na pulso ay nag-o-oscillate sa lukab at mabisang pinalalakas sa panahon ng round trip propagation sa pamamagitan ng pinong pagsasaayos ng compression period ng kahon.
Ang wafer regeneration amplifier ay nagpapakita ng mahusay na pagganap ng output at gaganap ng mahalagang papel sa mga high-end na larangan ng pagmamanupaktura gaya ng matinding ultraviolet lithography, attosecond pump source, 3C electronics, at mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Kasabay nito, ang teknolohiya ng wafer laser ay inaasahang ilalapat sa malalaking super-powerfulmga aparatong laser, na nagbibigay ng bagong pang-eksperimentong paraan para sa pagbuo at pinong pagtuklas ng bagay sa nanoscale space scale at femtosecond time scale. Sa layuning pagsilbihan ang mga pangunahing pangangailangan ng bansa, ang pangkat ng proyekto ay patuloy na magtutuon sa inobasyon ng teknolohiya ng laser, higit na masira ang paghahanda ng mga estratehikong high-power na kristal ng laser, at epektibong pagpapabuti ng independiyenteng kakayahan sa pananaliksik at pagpapaunlad ng mga aparatong laser sa ang mga larangan ng impormasyon, enerhiya, high-end na kagamitan at iba pa.