Υπερταχεία γκοφρέτα υψηλής απόδοσηςτεχνολογία λέιζερ
Υψηλής ισχύοςυπεργρήγορα λέιζερχρησιμοποιούνται ευρέως στην προηγμένη κατασκευή, τις πληροφορίες, 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 ανάπτυξης υψηλής ποιότητας. Λεπτή φέτασύστημα λέιζερμε τα πλεονεκτήματα της υψηλής μέσης ισχύος, της μεγάλης ενέργειας παλμού και της εξαιρετικής ποιότητας δέσμης έχει μεγάλη ζήτηση στη φυσική του δευτερολέπτου, στην επεξεργασία υλικών και σε άλλα επιστημονικά και βιομηχανικά πεδία, και έχει απασχολήσει ευρέως τις χώρες σε όλο τον κόσμο.
Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα στην Κίνα χρησιμοποίησε αυτοαναπτύχθηκε μονάδα γκοφρέτας και τεχνολογία αναγεννητικής ενίσχυσης για να επιτύχει εξαιρετικά γρήγορη γκοφρέτα υψηλής απόδοσης (υψηλή σταθερότητα, υψηλή ισχύς, ποιότητα υψηλής δέσμης, υψηλή απόδοση).λέιζερπαραγωγή. Μέσω του σχεδιασμού της κοιλότητας του ενισχυτή αναγέννησης και του ελέγχου της θερμοκρασίας επιφάνειας και της μηχανικής σταθερότητας του κρυστάλλου δίσκου στην κοιλότητα, επιτυγχάνεται η έξοδος λέιζερ ενέργειας μονού παλμού >300 μJ, πλάτος παλμού <7 ps, μέση ισχύς >150 W , και η υψηλότερη απόδοση μετατροπής φωτός σε φως μπορεί να φτάσει το 61%, που είναι επίσης η υψηλότερη απόδοση οπτικής μετατροπής που έχει αναφερθεί μέχρι στιγμής. Ο συντελεστής ποιότητας δέσμης M2<1,06@150W, σταθερότητα 8 ωρών RMS<0,33%, αυτό το επίτευγμα σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο στο λέιζερ υπερταχείας γκοφρέτας υψηλής απόδοσης, το οποίο θα παρέχει περισσότερες δυνατότητες για εφαρμογές υπερταχείας λέιζερ υψηλής ισχύος.
Υψηλή συχνότητα επανάληψης, σύστημα ενίσχυσης αναγέννησης πλακιδίων υψηλής ισχύος
Η δομή του ενισχυτή λέιζερ γκοφρέτας φαίνεται στο Σχήμα 1. Περιλαμβάνει μια πηγή σπόρων ινών, μια κεφαλή λέιζερ λεπτής φέτας και μια κοιλότητα αναγεννητικού ενισχυτή. Ως πηγή σποράς χρησιμοποιήθηκε ένας ταλαντωτής ινών με πρόσμειξη υττερβίου με μέση ισχύ 15 mW, κεντρικό μήκος κύματος 1030 nm, πλάτος παλμού 7,1 ps και ρυθμό επανάληψης 30 MHz. Η κεφαλή λέιζερ wafer χρησιμοποιεί ένα σπιτικό κρύσταλλο Yb: YAG με διάμετρο 8,8 mm και πάχος 150 μm και σύστημα άντλησης 48 χρόνων. Η πηγή αντλίας χρησιμοποιεί μια γραμμή μηδενικού φωνονίου LD με μήκος κύματος κλειδώματος 969 nm, το οποίο μειώνει το κβαντικό ελάττωμα στο 5,8%. Η μοναδική δομή ψύξης μπορεί να ψύξει αποτελεσματικά τον κρύσταλλο της γκοφρέτας και να εξασφαλίσει τη σταθερότητα της κοιλότητας αναγέννησης. Η αναγεννητική κοιλότητα ενίσχυσης αποτελείται από κύτταρα Pockels (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP) και ένα αντηχείο υψηλής σταθερότητας. Οι απομονωτές χρησιμοποιούνται για να εμποδίσουν το ενισχυμένο φως να βλάψει αντίστροφα την πηγή σπόρων. Μια δομή απομόνωσης που αποτελείται από TFP1, Rotator και Half-Wave Plates (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 υπολογιστή για να συλλάβει επιλεκτικά τον παλμό των σπόρων και να τον διαδώσει εμπρός και πίσω στην κοιλότητα. Ο επιθυμητός παλμός ταλαντώνεται στην κοιλότητα και ενισχύεται αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια της μετάδοσης μετ' επιστροφής ρυθμίζοντας λεπτή την περίοδο συμπίεσης του κιβωτίου.
Ο ενισχυτής αναγέννησης πλακιδίων παρουσιάζει καλή απόδοση εξόδου και θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε κατασκευαστικούς τομείς υψηλής τεχνολογίας, όπως η ακραία υπεριώδης λιθογραφία, η πηγή αντλίας attosecond, τα ηλεκτρονικά 3C και τα οχήματα νέας ενέργειας. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία λέιζερ γκοφρέτας αναμένεται να εφαρμοστεί σε μεγάλα υπερ-ισχυράσυσκευές λέιζερ, παρέχοντας ένα νέο πειραματικό μέσο για το σχηματισμό και τη λεπτή ανίχνευση της ύλης στη διαστημική κλίμακα νανοκλίμακας και τη χρονική κλίμακα femtosecond. Με στόχο την εξυπηρέτηση των κυριότερων αναγκών της χώρας, η ομάδα του έργου θα συνεχίσει να εστιάζει στην καινοτομία τεχνολογίας λέιζερ, να σπάσει περαιτέρω την προετοιμασία στρατηγικών κρυστάλλων λέιζερ υψηλής ισχύος και να βελτιώσει αποτελεσματικά την ανεξάρτητη ικανότητα έρευνας και ανάπτυξης των συσκευών λέιζερ σε στους τομείς της πληροφόρησης, της ενέργειας, του εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας και ούτω καθεξής.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Μαΐου 2024