Suure jõudlusega ülikiire vahvellaseri tehnoloogia

Suure jõudlusega ülikiire vahvellasertehnoloogia
Suur võimsusülikiired laseridkasutatakse laialdaselt täiustatud tootmises, infotehnoloogias, mikroelektroonikas, biomeditsiinis, riigikaitses ja sõjanduses ning asjakohane teadusuuring on ülioluline riikliku teadusliku ja tehnoloogilise innovatsiooni ning kvaliteetse arengu edendamiseks. Õhukesed viiludlasersüsteemOma kõrge keskmise võimsuse, suure impulsienergia ja suurepärase kiirekvaliteedi eelistega on see attosekundilise füüsika, materjalitöötluse ja muude teadus- ja tööstusvaldkondade jaoks väga nõutud ning on tekitanud laialdast muret riikides üle kogu maailma.
Hiljuti kasutas Hiina uurimisrühm isearendatud vahvlimoodulit ja regeneratiivset võimendustehnoloogiat, et saavutada ülikiire (kõrge stabiilsus, suur võimsus, kõrge kiire kvaliteet, kõrge efektiivsus) vahvli jõudlus.laserväljund. Tänu regenereerimisvõimendi õõnsuse konstruktsioonile ning kettakristalli pinnatemperatuuri ja õõnsuses oleva stabiilsuse juhtimisele saavutatakse laseri väljundvõimsus ühe impulsi energiaga >300 μJ, impulsi laiusega <7 ps, keskmise võimsusega >150 W ning kõrgeim valgusest valguseks muundamise efektiivsus võib ulatuda 61%-ni, mis on ka seni teatatud kõrgeim optilise muundamise efektiivsus. Kiire kvaliteeditegur M2 <1,06 @ 150W, 8-tunnine stabiilsus RMS <0,33% tähistab olulist edasiminekut suure jõudlusega ülikiirete vahvelaserites, mis pakub rohkem võimalusi suure võimsusega ülikiirete laserite rakenduste jaoks.

Kõrge kordussagedus, suure võimsusega kiipide regenereerimise võimendussüsteem
Kihlaservõimendi struktuur on näidatud joonisel 1. See sisaldab kiudseemneallikat, õhukese viiluga laserpead ja regeneratiivse võimendi õõnsust. Seemneallikana kasutati ytterbiumiga legeeritud kiudostsillaatorit keskmise võimsusega 15 mW, keskmise lainepikkusega 1030 nm, impulsi laiusega 7,1 ps ja kordumissagedusega 30 MHz. Kihlaserpea kasutab omatehtud Yb:YAG kristalli läbimõõduga 8,8 mm ja paksusega 150 µm ning 48-taktilist pumpamissüsteemi. Pumbaallikas kasutab nullfoononjooni LD lukustuslainepikkusega 969 nm, mis vähendab kvantdefekti 5,8%-ni. Ainulaadne jahutusstruktuur suudab kihlaskristalli tõhusalt jahutada ja tagada regenereerimisõõnsuse stabiilsuse. Regeneratiivne võimendusõõnsus koosneb Pockelsi rakkudest (PC), õhukese kilega polarisaatoritest (TFP), veerandlaineplaatidest (QWP) ja suure stabiilsusega resonaatorist. Isolaatoreid kasutatakse võimendatud valguse seemneallika pöördkahjustuse vältimiseks. Sisendsignaalide ja võimendatud impulsside isoleerimiseks kasutatakse isolaatorstruktuuri, mis koosneb TFP1-st, rotaatorist ja poollaineplaatidest (HWP). Seemneimpulss siseneb regenereerimisvõimenduskambrisse TFP2 kaudu. Baariummetaboraadi (BBO) kristallid, PC ja QWP moodustavad koos optilise lüliti, mis rakendab PC-le perioodiliselt kõrgepinget, et valikuliselt püüda kinni seemipulss ja levitada seda õõnsuses edasi-tagasi. Soovitud impulss võngub õõnsuses ja seda võimendatakse edasi-tagasi levimise ajal tõhusalt, reguleerides kasti kokkusurumisperioodi peenhäälestusega.
Kiipide regenereerimisvõimendi näitab head väljundvõimsust ja mängib olulist rolli tipptasemel tootmisvaldkondades, nagu äärmuslik ultraviolettlitograafia, attosekundiline pumpallikas, 3C-elektroonika ja uued energiaallikad. Samal ajal eeldatakse, et kiibilasertehnoloogiat rakendatakse suurtes ülivõimsates seadmetes.laserseadmed, pakkudes uusi eksperimentaalseid vahendeid aine moodustamiseks ja peentuvastamiseks nanoskaala ruumiskaalal ja femtosekundilises ajaskaalas. Riigi peamiste vajaduste rahuldamise eesmärgiga keskendub projektimeeskond jätkuvalt lasertehnoloogia innovatsioonile, teeb edasist läbimurret strateegiliste suure võimsusega laserkristallide ettevalmistamisel ning parandab tõhusalt laserseadmete iseseisvat teadus- ja arendusvõimet teabe, energeetika, tipptasemel seadmete jms valdkonnas.