Oblea ultrarrápida de alto rendimientotecnología láser
Alta potencialáseres ultrarrápidosSe utilizan ampliamente en la fabricación avanzada, la información, la microelectrónica, la biomedicina, la defensa nacional y los campos militares, y la investigación científica pertinente es vital para promover la innovación científica y tecnológica nacional y el desarrollo de alta calidad.sistema láserCon sus ventajas de alta potencia promedio, gran energía de pulso y excelente calidad de haz, tiene una gran demanda en la física de attosegundos, el procesamiento de materiales y otros campos científicos e industriales, y ha sido ampliamente preocupado por países de todo el mundo.
Recientemente, un equipo de investigación en China ha utilizado un módulo de oblea de desarrollo propio y tecnología de amplificación regenerativa para lograr una oblea ultrarrápida de alto rendimiento (alta estabilidad, alta potencia, alta calidad del haz, alta eficiencia).láserSalida. Gracias al diseño de la cavidad del amplificador de regeneración y al control de la temperatura superficial y la estabilidad mecánica del cristal de disco en la cavidad, se logra una salida láser con una energía de pulso único >300 μJ, un ancho de pulso <7 ps y una potencia promedio >150 W. Además, se alcanza una eficiencia de conversión luz-luz del 61 %, la más alta registrada hasta la fecha. El factor de calidad del haz M2 <1,06 a 150 W y la estabilidad RMS de 8 h <0,33 % representan un avance importante en el láser de obleas ultrarrápido de alto rendimiento, lo que ampliará las posibilidades de las aplicaciones de láser ultrarrápido de alta potencia.
Sistema de amplificación de regeneración de obleas de alta potencia y alta frecuencia de repetición
La estructura del amplificador láser de oblea se muestra en la Figura 1. Incluye una fuente de semilla de fibra, un cabezal láser de corte fino y una cavidad amplificadora regenerativa. Se utilizó como fuente de semilla un oscilador de fibra dopada con iterbio 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 frecuencia de repetición de 30 MHz. El cabezal láser de oblea utiliza un cristal de Yb:YAG de fabricación casera con un diámetro de 8,8 mm y un espesor de 150 µm, y un sistema de bombeo de 48 tiempos. La fuente de bombeo utiliza un LD de línea de fonón cero con una longitud de onda de bloqueo de 969 nm, lo que reduce el defecto cuántico al 5,8 %. La exclusiva estructura de refrigeración puede enfriar eficazmente el cristal de oblea y garantizar la estabilidad de la cavidad de regeneración. La cavidad de amplificación regenerativa consta de celdas de Pockels (PC), polarizadores de película delgada (TFP), placas de cuarto de onda (QWP) y un resonador de alta estabilidad. Se utilizan aisladores para evitar que la luz amplificada dañe la fuente de señal. Una estructura de aislador, compuesta por TFP1, rotador y placas de media onda (HWP), se utiliza para aislar las señales de entrada y los pulsos amplificados. El pulso de señal entra en la cámara de amplificación regenerativa a través de TFP2. Los cristales de metaborato de bario (BBO), PC y QWP se combinan para formar un interruptor óptico que aplica periódicamente un alto voltaje al PC para capturar selectivamente el pulso de señal y propagarlo en la cavidad. El pulso deseado oscila en la cavidad y se amplifica eficazmente durante la propagación de ida y vuelta mediante un ajuste preciso del período de compresión de la caja.
El amplificador de regeneración de obleas muestra un buen rendimiento de salida y desempeñará un papel importante en campos de fabricación de alta gama como la litografía ultravioleta extrema, la fuente de bombeo de attosegundos, la electrónica 3C y los vehículos de nueva energía. Al mismo tiempo, se espera que la tecnología láser de obleas se aplique a grandes superpotentes.dispositivos láserProporcionando un nuevo método experimental para la formación y detección precisa de materia a escala nanoespacial y temporal de femtosegundos. Con el objetivo de satisfacer las principales necesidades del país, el equipo del proyecto seguirá centrándose en la innovación en tecnología láser, impulsará la preparación de cristales láser estratégicos de alta potencia y mejorará eficazmente la capacidad de investigación y desarrollo independiente de dispositivos láser en los campos de la información, la energía, los equipos de alta gama, etc.
Hora de publicación: 28 de mayo de 2024