Υπερταχεία πλακέτα υψηλής απόδοσηςτεχνολογία λέιζερ
Υψηλής ισχύοςεξαιρετικά γρήγορα λέιζερχρησιμοποιούνται ευρέως στην προηγμένη κατασκευή, την πληροφορική, τη μικροηλεκτρονική, τη βιοϊατρική, την εθνική άμυνα και τους στρατιωτικούς τομείς, και η σχετική επιστημονική έρευνα είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση της εθνικής επιστημονικής και τεχνολογικής καινοτομίας και της υψηλής ποιότητας ανάπτυξης.σύστημα λέιζερΜε τα πλεονεκτήματά του όπως η υψηλή μέση ισχύς, η μεγάλη ενέργεια παλμού και η εξαιρετική ποιότητα δέσμης, έχει μεγάλη ζήτηση στη φυσική των αττοδευτερολέπτων, στην επεξεργασία υλικών και σε άλλους επιστημονικούς και βιομηχανικούς τομείς και έχει απασχολήσει ευρέως χώρες σε όλο τον κόσμο.
Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα στην Κίνα χρησιμοποίησε αυτοαναπτυγμένη μονάδα πλακιδίων και τεχνολογία αναγεννητικής ενίσχυσης για να επιτύχει εξαιρετικά γρήγορη πλακέτα υψηλής απόδοσης (υψηλή σταθερότητα, υψηλή ισχύς, ποιότητα υψηλής δέσμης, υψηλή απόδοση).λέιζερέξοδος. Μέσω του σχεδιασμού της κοιλότητας του ενισχυτή αναγέννησης και του ελέγχου της θερμοκρασίας επιφάνειας και της μηχανικής σταθερότητας του κρυστάλλου δίσκου στην κοιλότητα, επιτυγχάνεται έξοδος λέιζερ με ενέργεια μονού παλμού >300 μJ, πλάτος παλμού <7 ps, μέση ισχύ >150 W, και η υψηλότερη απόδοση μετατροπής φωτός σε φως μπορεί να φτάσει το 61%, η οποία είναι επίσης η υψηλότερη απόδοση οπτικής μετατροπής που έχει αναφερθεί μέχρι στιγμής. Με συντελεστή ποιότητας δέσμης M2 <1,06@150W, σταθερότητα 8 ωρών RMS <0,33%, αυτό το επίτευγμα σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο στα υπερταχέα λέιζερ πλακιδίων υψηλής απόδοσης, η οποία θα προσφέρει περισσότερες δυνατότητες για εφαρμογές υπερταχέων λέιζερ υψηλής ισχύος.
Υψηλή συχνότητα επανάληψης, σύστημα ενίσχυσης αναγέννησης πλακιδίων υψηλής ισχύος
Η δομή του ενισχυτή λέιζερ πλακιδίων φαίνεται στο Σχήμα 1. Περιλαμβάνει μια πηγή σπόρων ινών, μια κεφαλή λέιζερ λεπτής φέτας και μια κοιλότητα αναγεννητικού ενισχυτή. Ένας ταλαντωτής ινών με πρόσμιξη υττερβίου με μέση ισχύ 15 mW, κεντρικό μήκος κύματος 1030 nm, πλάτος παλμού 7,1 ps και ρυθμό επανάληψης 30 MHz χρησιμοποιήθηκε ως πηγή σπόρων. Η κεφαλή λέιζερ πλακιδίων χρησιμοποιεί έναν αυτοσχέδιο κρύσταλλο Yb:YAG με διάμετρο 8,8 mm και πάχος 150 µm και ένα σύστημα άντλησης 48 διαδρομών. Η πηγή άντλησης χρησιμοποιεί μια γραμμή LD μηδενικού φωνονίου με μήκος κύματος κλειδώματος 969 nm, η οποία μειώνει το κβαντικό ελάττωμα στο 5,8%. Η μοναδική δομή ψύξης μπορεί να ψύξει αποτελεσματικά τον κρύσταλλο πλακιδίων και να διασφαλίσει τη σταθερότητα της κοιλότητας αναγέννησης. Η κοιλότητα αναγεννητικής ενίσχυσης αποτελείται από κυψέλες Pockels (PC), πολωτές λεπτής μεμβράνης (TFP), πλάκες τετάρτου κύματος (QWP) και έναν συντονιστή υψηλής σταθερότητας. Οι μονωτές χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν την αντίστροφη βλάβη της πηγής σπόρων από το ενισχυμένο φως. Μια δομή μονωτή που αποτελείται από TFP1, Περιστροφικές πλάκες και πλάκες ημικύματος (HWP) χρησιμοποιείται για την απομόνωση των σπόρων εισόδου και των ενισχυμένων παλμών. Ο παλμός σπόρων εισέρχεται στον θάλαμο ενίσχυσης αναγέννησης μέσω του TFP2. Οι κρύσταλλοι μεταβορικού βαρίου (BBO), το PC και το QWP συνδυάζονται για να σχηματίσουν έναν οπτικό διακόπτη που εφαρμόζει μια περιοδικά υψηλή τάση στον PC για να συλλάβει επιλεκτικά τον παλμό σπόρων και να τον διαδώσει εμπρός και πίσω στην κοιλότητα. Ο επιθυμητός παλμός ταλαντώνεται στην κοιλότητα και ενισχύεται αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια της κυκλικής διάδοσης ρυθμίζοντας με ακρίβεια την περίοδο συμπίεσης του κουτιού.
Ο ενισχυτής αναγέννησης πλακιδίων παρουσιάζει καλή απόδοση εξόδου και θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε τομείς υψηλής τεχνολογίας όπως η λιθογραφία ακραίας υπεριώδους ακτινοβολίας, η πηγή αντλίας αττοδευτερόλεπτων, τα ηλεκτρονικά 3C και τα οχήματα νέας ενέργειας. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία λέιζερ πλακιδίων αναμένεται να εφαρμοστεί σε μεγάλα υπερισχυρά...συσκευές λέιζερ, παρέχοντας ένα νέο πειραματικό μέσο για τον σχηματισμό και την λεπτή ανίχνευση ύλης σε νανοκλίμακα διαστημικής κλίμακας και σε κλίμακα φεμτοδευτερολέπτων χρόνου. Με στόχο την εξυπηρέτηση των κύριων αναγκών της χώρας, η ομάδα του έργου θα συνεχίσει να επικεντρώνεται στην καινοτομία στην τεχνολογία λέιζερ, στην περαιτέρω ανάπτυξη της προετοιμασίας στρατηγικών κρυστάλλων λέιζερ υψηλής ισχύος και στη βελτίωση της ανεξάρτητης ικανότητας έρευνας και ανάπτυξης συσκευών λέιζερ στους τομείς της πληροφορίας, της ενέργειας, του εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας κ.ο.κ.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Μαΐου 2024