Tecnología de láser de obleas ultrarrápidas de alto rendimiento

Oblea ultrarrápida de alto rendimientotecnología láser
De alta potencialáser ultrarrápidose utilizan ampliamente en fabricación avanzada, información, microelectrónica, biomedicina, defensa nacional y campos militares, y la investigación científica relevante es vital para promover la innovación científica y tecnológica nacional y el desarrollo de alta calidad. Delgadosistema láserCon sus ventajas de alta potencia promedio, gran energía de pulso y excelente calidad de haz tienen una gran demanda en la física de los atosegundos, el procesamiento de materiales y otros campos científicos e industriales, y ha sido ampliamente preocupado por los países de todo el mundo.
Recientemente, un equipo de investigación en China ha utilizado el módulo de obleas autodesarrollado y la tecnología de amplificación regenerativa para lograr una oblea de alto rendimiento (alta estabilidad, alta potencia, alta calidad de haz, alta eficiencia) ultra rápidaláserproducción. Mediante el diseño de la cavidad del amplificador de regeneración y el control de la temperatura de la superficie y la estabilidad mecánica del cristal del disco en la cavidad, la salida láser de energía de pulso único> 300 μJ, el ancho de pulso <7 ps, la potencia promedio> 150 W se logra, y la eficiencia de conversión de luz más alta de luz de luz puede alcanzar el 61%, lo que también es la eficiencia de conversión más alta de la opción. El factor de calidad del haz M2 <1.06@150W, 8H Estabilidad RMS <0.33%, este logro marca un progreso importante en el láser de oblea ultrarrápida de alto rendimiento, que proporcionará más posibilidades para las aplicaciones de láser de alta potencia.

Alta frecuencia de repetición, sistema de amplificación de regeneración de obleas de alta potencia
La estructura del amplificador láser de obleas se muestra en la Figura 1. Incluye una fuente de semilla de fibra, una cabeza de láser de corte delgada y una cavidad amplificadora regenerativa. Un oscilador de fibra dopado con itterbium con una potencia promedio de 15 MW, una longitud de onda central de 1030 nm, un ancho de pulso de 7.1 ps y una tasa de repetición de 30 MHz se utilizó como fuente de semillas. La cabeza del láser de la oblea utiliza un cristal YB: YAG casero con un diámetro de 8,8 mm y un espesor de 150 µm y un sistema de bombeo de 48 tiempos. La fuente de la bomba utiliza una línea LD de fonón cero con una longitud de onda de bloqueo de 969 nm, lo que reduce el defecto cuántico a 5.8%. La estructura de enfriamiento única puede enfriar efectivamente el cristal de la oblea y garantizar la estabilidad de la cavidad de regeneración. La cavidad amplificadora regenerativa consiste en células Pockels (PC), polarizadores de películas delgadas (TFP), placas de cuartos de onda (QWP) y un resonador de alta estabilidad. Los aisladores se utilizan para evitar que la luz amplificada damice la fuente de semillas. Se usa una estructura de aislador que consiste en TFP1, placas rotadoras y media onda (HWP) para aislar semillas de entrada y pulsos amplificados. El pulso de semillas ingresa a la cámara de amplificación de regeneración a través de TFP2. Los cristales de metabato de bario (BBO), PC y QWP se combinan para formar un interruptor óptico que aplica un voltaje periódicamente alto a la PC para capturar selectivamente el pulso de semilla y propagarlo de un lado a otro en la cavidad. El pulso deseado oscila en la cavidad y se amplifica de manera efectiva durante la propagación de ida y vuelta ajustando finamente el período de compresión de la caja.
El amplificador de regeneración de obleas muestra un buen rendimiento de salida y desempeñará un papel importante en los campos de fabricación de alta gama, como la litografía ultravioleta extrema, la fuente de la bomba de atosegundos, la electrónica 3C y los nuevos vehículos de energía. Al mismo tiempo, se espera que la tecnología láser de obleas se aplique a un gran súper poderosodispositivos láser, proporcionando un nuevo medio experimental para la formación y la detección fina de la materia en la escala espacial a nanoescala y la escala de tiempo de femtosegundos. Con el objetivo de satisfacer las principales necesidades del país, el equipo del proyecto continuará enfocándose en la innovación de tecnología de láser, romperá aún más la preparación de cristales de láser de alta potencia estratégica y mejorará efectivamente la capacidad independiente de investigación y desarrollo de los dispositivos láser en los campos de información, energía, equipos de alta gama, etc.