wafer cực nhanh hiệu suất caocông nghệ laze
Công suất caotia laser cực nhanhđược sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất tiên tiến, thông tin, vi điện tử, y sinh, quốc phòng và quân sự, và nghiên cứu khoa học liên quan là rất quan trọng để thúc đẩy đổi mới khoa học và công nghệ quốc gia cũng như phát triển chất lượng cao. lát mỏnghệ thống laservới lợi thế về công suất trung bình cao, năng lượng xung lớn và chất lượng chùm tia tuyệt vời, có nhu cầu lớn về vật lý atto giây, xử lý vật liệu và các lĩnh vực khoa học và công nghiệp khác, và được các nước trên thế giới quan tâm rộng rãi.
Gần đây, một nhóm nghiên cứu ở Trung Quốc đã sử dụng mô-đun wafer tự phát triển và công nghệ khuếch đại tái tạo để đạt được wafer cực nhanh hiệu suất cao (độ ổn định cao, công suất cao, chất lượng chùm tia cao, hiệu suất cao).tia lazeđầu ra. Thông qua thiết kế khoang khuếch đại tái tạo và kiểm soát nhiệt độ bề mặt cũng như độ ổn định cơ học của tinh thể đĩa trong khoang, đạt được đầu ra laser có năng lượng xung đơn >300 μJ, độ rộng xung <7 ps, công suất trung bình >150 W và hiệu suất chuyển đổi ánh sáng sang ánh sáng cao nhất có thể đạt tới 61%, đây cũng là hiệu suất chuyển đổi quang học cao nhất được báo cáo cho đến nay. Hệ số chất lượng chùm tia M2<1.06@150W, độ ổn định 8 giờ RMS<0,33%, thành tựu này đánh dấu một tiến bộ quan trọng trong laser bán dẫn cực nhanh hiệu suất cao, sẽ mang lại nhiều khả năng hơn cho các ứng dụng laser cực nhanh công suất cao.
Tần số lặp lại cao, hệ thống khuếch đại tái tạo wafer công suất cao
Cấu trúc của bộ khuếch đại laser wafer được hiển thị trong Hình 1. Nó bao gồm nguồn hạt sợi, đầu laser lát mỏng và khoang khuếch đại tái tạo. Một bộ tạo dao động sợi pha tạp ytterbium có công suất trung bình 15 mW, bước sóng trung tâm 1030nm, độ rộng xung 7,1 ps và tốc độ lặp lại 30 MHz đã được sử dụng làm nguồn giống. Đầu laser wafer sử dụng tinh thể Yb: YAG tự chế có đường kính 8,8 mm và độ dày 150 µm cùng hệ thống bơm 48 thì. Nguồn bơm sử dụng dòng LD không phonon với bước sóng khóa 969 nm giúp giảm độ hụt lượng tử xuống 5,8%. Cấu trúc làm mát độc đáo có thể làm mát tinh thể wafer một cách hiệu quả và đảm bảo sự ổn định của khoang tái sinh. Khoang khuếch đại tái tạo bao gồm các tế bào Pockels (PC), Bộ phân cực màng mỏng (TFP), Tấm sóng một phần tư (QWP) và bộ cộng hưởng có độ ổn định cao. Bộ cách ly được sử dụng để ngăn ánh sáng khuếch đại làm hỏng nguồn hạt giống. Cấu trúc bộ cách ly bao gồm TFP1, Công cụ quay vòng và Tấm nửa sóng (HWP) được sử dụng để cách ly các hạt giống đầu vào và các xung khuếch đại. Xung hạt đi vào buồng khuếch đại tái sinh thông qua TFP2. Các tinh thể chất chuyển hóa bari (BBO), PC và QWP kết hợp với nhau để tạo thành một công tắc quang áp một điện áp cao định kỳ vào PC để thu có chọn lọc xung hạt giống và truyền nó qua lại trong khoang. Xung mong muốn dao động trong khoang và được khuếch đại hiệu quả trong quá trình truyền khứ hồi bằng cách điều chỉnh tinh vi thời gian nén của hộp.
Bộ khuếch đại tái tạo wafer cho thấy hiệu suất đầu ra tốt và sẽ đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực sản xuất cao cấp như quang khắc cực tím, nguồn bơm attosecond, thiết bị điện tử 3C và phương tiện năng lượng mới. Đồng thời, công nghệ laser wafer dự kiến sẽ được áp dụng cho các máy siêu công suất lớnthiết bị laser, cung cấp một phương tiện thí nghiệm mới để hình thành và phát hiện chính xác vật chất ở thang không gian cỡ nano và thang thời gian femto giây. Với mục tiêu phục vụ nhu cầu chính của đất nước, nhóm dự án sẽ tiếp tục tập trung vào đổi mới công nghệ laser, đột phá hơn nữa việc chuẩn bị các tinh thể laser công suất cao chiến lược và cải thiện hiệu quả khả năng nghiên cứu và phát triển độc lập của các thiết bị laser trong lĩnh vực thông tin, năng lượng, thiết bị cao cấp, v.v.
Thời gian đăng: 28-05-2024