Tecnología láser de oblea ultrarrápida de alto rendimiento

Oblea ultrarrápida de alto rendimientotecnología láser
Alta potencialáseres ultrarrápidosse utilizan ampliamente en los campos de fabricación avanzada, información, microelectrónica, biomedicina, defensa nacional y militar, y la investigación científica relevante es vital para promover la innovación científica y tecnológica nacional y el desarrollo de alta calidad. rebanada finasistema lásercon sus ventajas de alta potencia promedio, gran energía de pulso y excelente calidad del haz, tiene una gran demanda en la física de attosegundos, el procesamiento de materiales y otros campos científicos e industriales, y ha sido ampliamente preocupada 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).láserproducción. A través del 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, se logra la salida del láser de energía de pulso único >300 μJ, ancho de pulso <7 ps, potencia promedio >150 W. , y la eficiencia de conversión de luz a luz más alta puede alcanzar el 61%, que también es la eficiencia de conversión óptica más alta reportada hasta ahora. El factor de calidad del haz M2<1,06@150W, estabilidad de 8 h RMS<0,33%, este logro marca un progreso importante en el láser de oblea ultrarrápido de alto rendimiento, que brindará más posibilidades para aplicaciones de láser ultrarrápido de alta potencia.

Sistema de amplificación de regeneración de obleas de alta frecuencia de repetición y alta potencia.
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 de amplificador regenerativo. Como fuente semilla se utilizó un oscilador de fibra dopado 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 tasa de repetición de 30 MHz. El cabezal láser de oblea utiliza un cristal casero Yb:YAG 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 una línea LD de fonón cero con una longitud de onda de bloqueo de 969 nm, lo que reduce el defecto cuántico al 5,8%. La estructura de enfriamiento única puede enfriar eficazmente el cristal de oblea y garantizar la estabilidad de la cavidad de regeneración. La cavidad amplificadora regenerativa consta de células de Pockels (PC), polarizadores de película delgada (TFP), placas de cuarto de onda (QWP) y un resonador de alta estabilidad. Los aisladores se utilizan para evitar que la luz amplificada dañe la fuente de semillas. Se utiliza una estructura aislante que consta de TFP1, rotador y placas de media onda (HWP) para aislar semillas de entrada y pulsos amplificados. El pulso de la semilla ingresa a la cámara de amplificación de regeneración 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 a la PC para capturar selectivamente el pulso de la semilla y propagarlo hacia adelante y hacia atrás en la cavidad. El pulso deseado oscila en la cavidad y se amplifica eficazmente durante la propagación de ida y vuelta ajustando con precisión el período de compresión de la caja.
El amplificador de regeneración de oblea 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 bomba de attosegundos, la electrónica 3C y los vehículos de nueva energía. Al mismo tiempo, se espera que la tecnología láser de oblea se aplique a grandes superpoderes.dispositivos láser, proporcionando un nuevo medio experimental para la formación y detección fina de materia en la escala espacial de 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 la tecnología láser, avanzando aún más en la preparación de cristales láser estratégicos de alta potencia y mejorando efectivamente la capacidad de investigación y desarrollo independiente de dispositivos láser en los campos de la información, la energía, los equipos de alta gama, etc.