Mataas na pagganap na ultrafast wafer laser na teknolohiya

Mataas na pagganap na ultrafast waferteknolohiya ng laser
Mataas na kapangyarihanmga ultrafast na laseray malawakang ginagamit sa mga advanced na larangan ng pagmamanupaktura, impormasyon, microelectronics, biomedicine, pambansang depensa at militar, at ang mga kaugnay na siyentipikong pananaliksik ay mahalaga upang itaguyod ang pambansang inobasyon sa agham at teknolohikal at mataas na kalidad na pag-unlad. Manipis na hiwasistema ng laserDahil sa mga bentahe ng mataas na average power, malaking pulse energy at mahusay na kalidad ng beam, ito ay may malaking demand sa attosecond physics, material processing at iba pang siyentipiko at industriyal na larangan, at malawakang pinag-iisipan ng mga bansa sa buong mundo.
Kamakailan lamang, isang pangkat ng pananaliksik sa Tsina ang gumamit ng self-developed wafer module at regenerative amplification technology upang makamit ang high-performance (mataas na katatagan, mataas na lakas, mataas na kalidad ng beam, mataas na kahusayan) ultra-fast wafer.laseroutput. Sa pamamagitan ng disenyo ng regeneration amplifier cavity at ang pagkontrol sa temperatura sa ibabaw at mekanikal na katatagan ng disc crystal sa cavity, nakakamit ang laser output na may single pulse energy na >300 μJ, pulse width <7 ps, average power >150 W, at ang pinakamataas na light-to-light conversion efficiency ay maaaring umabot sa 61%, na siya ring pinakamataas na optical conversion efficiency na naiulat sa ngayon. Ang beam quality factor na M2<1.06@150W, 8h stability RMS<0.33%, ang tagumpay na ito ay nagmamarka ng isang mahalagang pag-unlad sa high-performance ultrafast wafer laser, na magbibigay ng mas maraming posibilidad para sa mga high-power ultrafast laser application.

Mataas na dalas ng pag-uulit, mataas na lakas na sistema ng pagpapalakas ng wafer regeneration
Ang istruktura ng wafer laser amplifier ay ipinapakita sa Figure 1. Kabilang dito ang isang pinagmumulan ng fiber seed, isang manipis na slice laser head, at isang regenerative amplifier cavity. Isang ytterbium-doped fiber oscillator na may average na power na 15 mW, isang central wavelength na 1030 nm, isang pulse width na 7.1 ps, at isang repetition rate na 30 MHz ang ginamit bilang pinagmumulan ng seed. Ang wafer laser head ay gumagamit ng homemade Yb:YAG crystal na may diameter na 8.8 mm at kapal na 150 µm at isang 48-stroke pumping system. Ang pinagmumulan ng pump ay gumagamit ng zero-phonon line LD na may 969 nm lock wavelength, na nagbabawas sa quantum defect sa 5.8%. Ang natatanging cooling structure ay maaaring epektibong magpalamig sa wafer crystal at matiyak ang katatagan ng regeneration cavity. Ang regenerative amplifying cavity ay binubuo ng Pockels cells (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP), at isang high-stability resonator. Ginagamit ang mga isolator upang maiwasan ang paulit-ulit na pagkasira ng pinagmumulan ng binhi gamit ang pinalakas na liwanag. Isang istruktura ng isolator na binubuo ng TFP1, Rotator at Half-Wave Plates (HWP) ang ginagamit upang ihiwalay ang mga input seed at pinalakas na pulso. Ang pulso ng binhi ay pumapasok sa silid ng pagpapalakas ng regeneration sa pamamagitan ng TFP2. Ang mga kristal ng Barium metaborate (BBO), PC, at QWP ay nagsasama-sama upang bumuo ng isang optical switch na naglalapat ng pana-panahong mataas na boltahe sa PC upang piliing makuha ang pulso ng binhi at palaganapin ito pabalik-balik sa lukab. Ang nais na pulso ay nag-o-oscillate sa lukab at epektibong pinapalakas sa panahon ng round trip propagation sa pamamagitan ng pinong pagsasaayos ng panahon ng compression ng kahon.
Ang wafer regeneration amplifier ay nagpapakita ng mahusay na output performance at gaganap ng mahalagang papel sa mga high-end na larangan ng pagmamanupaktura tulad ng extreme ultraviolet lithography, attosecond pump source, 3C electronics, at mga bagong sasakyan ng enerhiya. Kasabay nito, ang teknolohiya ng wafer laser ay inaasahang ilalapat sa malalaki at napakalakas na mga sasakyan.mga aparatong laser, na nagbibigay ng isang bagong eksperimental na paraan para sa pagbuo at pinong pagtuklas ng materya sa nanoscale space scale at femtosecond time scale. Sa layuning matugunan ang mga pangunahing pangangailangan ng bansa, ang pangkat ng proyekto ay patuloy na tututuon sa inobasyon sa teknolohiya ng laser, higit pang susubok sa paghahanda ng mga estratehikong high-power laser crystals, at epektibong mapapabuti ang independiyenteng kakayahan sa pananaliksik at pagpapaunlad ng mga laser device sa larangan ng impormasyon, enerhiya, high-end na kagamitan at iba pa.