Suure jõudlusega ülikiire vahvellasertehnoloogia

Suure jõudlusega ülikiire vahvellasertehnoloogia
Suure võimsusegaülikiired laseridkasutatakse laialdaselt arenenud tootmises, teabes, mikroelektroonikas, biomeditsiinis, riigikaitses ja sõjalistes valdkondades ning asjakohased teadusuuringud on üliolulised riikliku teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni ning kvaliteetse arengu edendamiseks. Õhuke viillasersüsteemTänu suurele keskmisele võimsusele, suurele impulsienergiale ja suurepärasele kiirekvaliteedile on suur nõudlus attosekundi füüsikas, materjalitöötluses ja muudes teaduse ja tööstuse valdkondades ning riigid üle kogu maailma on selle pärast laialdaselt mures.
Hiljuti on Hiina uurimisrühm kasutanud oma väljatöötatud vahvlimoodulit ja regeneratiivset võimendustehnoloogiat, et saavutada kõrge jõudlusega (kõrge stabiilsus, suur võimsus, kõrge kiire kvaliteet, kõrge efektiivsusega) ülikiire vahvel.laserväljund. Regeneratsioonivõimendi õõnsuse projekteerimise ja õõnsuses oleva ketaskristalli pinnatemperatuuri ja mehaanilise stabiilsuse juhtimise kaudu saavutatakse laseri ühe impulsi energia >300 μJ, impulsi laius <7 ps, keskmine võimsus >150 W. , ja kõrgeim valguse-valguseks muundamise efektiivsus võib ulatuda 61%-ni, mis on ka seni teatatud kõrgeim optilise muundamise efektiivsus. Kiire kvaliteeditegur M2<1,06@150W, 8h stabiilsus RMS<0,33%, see saavutus tähistab olulist edasiminekut suure jõudlusega ülikiire vahvellaseri vallas, mis annab rohkem võimalusi suure võimsusega ülikiire laserrakenduste jaoks.

Kõrge kordussagedus, suure võimsusega vahvlite regenereerimise võimendussüsteem
Vahvellaseri võimendi struktuur on näidatud joonisel 1. See sisaldab kiudseemneallikat, õhukese viiluga laserpead ja regeneratiivse võimendi õõnsust. Algallikana kasutati ütterbiumiga legeeritud kiudostsillaatorit keskmise võimsusega 15 mW, kesklainepikkusega 1030 nm, impulsi laiusega 7,1 ps ja kordussagedusega 30 MHz. Vahvellaseri peas on kasutatud omatehtud Yb: YAG kristalli läbimõõduga 8,8 mm ja paksusega 150 µm ning 48-taktilist pumpamissüsteemi. Pumba allikas kasutab null-fonoonjoont LD, mille lukustuslainepikkus on 969 nm, mis vähendab kvantdefekti 5,8% -ni. Ainulaadne jahutusstruktuur võib vahvlikristalli tõhusalt jahutada ja tagada regenereerimisõõnsuse stabiilsuse. Regeneratiivne võimendusõõnsus koosneb Pockelsi rakkudest (PC), Thin Film Polarizers (TFP), Quarter-Wave Plates (QWP) ja kõrge stabiilsusega resonaatorist. Isolaatoreid kasutatakse selleks, et vältida võimendatud valguse seemneallika vastupidist kahjustamist. Sisendseemnete ja võimendatud impulsside isoleerimiseks kasutatakse isolaatoristruktuuri, mis koosneb TFP1-st, rotaatorist ja poollaineplaatidest (HWP). Seemneimpulss siseneb TFP2 kaudu regeneratsioonivõimenduskambrisse. Baariummetaboraadi (BBO) kristallid, PC ja QWP moodustavad koos optilise lüliti, mis rakendab arvutile perioodiliselt kõrget pinget, et selektiivselt hõivata seemneimpulss ja levitada seda õõnsuses edasi-tagasi. Soovitud impulss võngub õõnsuses ja võimendub tõhusalt edasi-tagasi levimise ajal, reguleerides peenelt kasti kokkusurumisperioodi.
Vahvli regenereerimise võimendil on hea väljundvõimsus ja see mängib olulist rolli tipptasemel tootmisvaldkondades, nagu äärmuslik ultraviolett-litograafia, attosekundiline pumbaallikas, 3C elektroonika ja uued energiasõidukid. Samal ajal loodetakse vahvlilasertehnoloogiat rakendada suurtele ülivõimsatelelaserseadmed, pakkudes uut eksperimentaalset vahendit aine moodustamiseks ja peeneks tuvastamiseks nanomõõtmelise ruumi skaalal ja femtosekundi ajaskaalal. Eesmärgiga teenindada riigi peamisi vajadusi, keskendub projektimeeskond jätkuvalt lasertehnoloogia innovatsioonile, jätkab läbimurret strateegiliste suure võimsusega laserkristallide valmistamisest ning parandab tõhusalt laserseadmete sõltumatut uurimis- ja arendussuutlikkust. teabe, energia, tipptasemel seadmete ja nii edasi.