Högpresterande ultrasnabb waferlaserteknik

Högpresterande ultrasnabb waferlaserteknik
Hög effektultrasnabba lasraranvänds i stor utsträckning inom avancerad tillverkning, information, mikroelektronik, biomedicin, nationellt försvar och militära områden, och relevant vetenskaplig forskning är avgörande för att främja nationell vetenskaplig och teknisk innovation och högkvalitativ utveckling. TunnskivadelasersystemMed sina fördelar med hög genomsnittlig effekt, stor pulsenergi och utmärkt strålkvalitet har den stor efterfrågan inom attosekundfysik, materialbearbetning och andra vetenskapliga och industriella områden, och har varit i stor utsträckning populär bland länder över hela världen.
Nyligen har ett forskarteam i Kina använt egenutvecklade wafermoduler och regenerativ förstärkningsteknik för att uppnå högpresterande (hög stabilitet, hög effekt, hög strålkvalitet, hög effektivitet) ultrasnabba wafers.laserutgång. Genom utformningen av regenereringsförstärkarkaviteten och kontrollen av yttemperaturen och den mekaniska stabiliteten hos skivkristallen i kaviteten uppnås en laserutgång på en enda pulsenergi >300 μJ, pulsbredd <7 ps, medeleffekt >150 W, och den högsta ljus-till-ljus-omvandlingseffektiviteten kan nå 61 %, vilket också är den högsta optiska omvandlingseffektiviteten som hittills rapporterats. Strålkvalitetsfaktorn M2 <1,06 vid 150 W, 8 timmars stabilitet RMS <0,33 %, denna prestation markerar ett viktigt framsteg inom högpresterande ultrasnabba waferlasrar, vilket kommer att ge fler möjligheter för ultrasnabba laserapplikationer med hög effekt.

Hög repetitionsfrekvens, högeffekts waferregenereringssystem med förstärkningssystem
Strukturen hos waferlaserförstärkaren visas i figur 1. Den inkluderar en fiberfrökälla, ett tunnskivlaserhuvud och en regenerativ förstärkarkavitet. En ytterbiumdopad fiberoscillator med en genomsnittlig effekt på 15 mW, en central våglängd på 1030 nm, en pulsbredd på 7,1 ps och en repetitionsfrekvens på 30 MHz användes som frökälla. Waferlaserhuvudet använder en hemmagjord Yb:YAG-kristall med en diameter på 8,8 mm och en tjocklek på 150 µm och ett 48-takts pumpsystem. Pumpkällan använder en nollfononlinje-LD med en låsvåglängd på 969 nm, vilket reducerar kvantdefekten till 5,8 %. Den unika kylstrukturen kan effektivt kyla waferkristallen och säkerställa regenereringskavitetens stabilitet. Den regenerativa förstärkningskaviteten består av Pockels-celler (PC), tunnfilmspolarisatorer (TFP), kvartsvågsplattor (QWP) och en högstabilitetsresonator. Isolatorer används för att förhindra att förstärkt ljus skadar frökällan i omvänd riktning. En isolatorstruktur bestående av TFP1, rotator- och halvvågsplattor (HWP) används för att isolera ingångsfrö och förstärkta pulser. Fröpulsen kommer in i regenereringsförstärkningskammaren via TFP2. Bariummetaboratkristaller (BBO), PC och QWP kombineras för att bilda en optisk omkopplare som applicerar en periodiskt hög spänning på PC:n för att selektivt fånga fröpulsen och fortplanta den fram och tillbaka i kaviteten. Den önskade pulsen oscillerar i kaviteten och förstärks effektivt under tur- och returutbredningen genom att finjustera lådans kompressionsperiod.
Waferregenereringsförstärkaren visar god prestanda och kommer att spela en viktig roll inom avancerade tillverkningsområden som extrem ultraviolett litografi, attosekundspumpkällor, 3C-elektronik och nya energifordon. Samtidigt förväntas waferlasertekniken tillämpas på stora superkraftfullalaseranordningar, vilket tillhandahåller ett nytt experimentellt sätt att bilda och findetektera materia på nanoskala i rymdskala och femtosekundskala. Med målet att tillgodose landets viktigaste behov kommer projektgruppen att fortsätta fokusera på innovation inom laserteknik, ytterligare bryta igenom framställningen av strategiska högeffektslaserkristaller och effektivt förbättra laseranordningarnas oberoende forsknings- och utvecklingskapacitet inom områdena information, energi, avancerad utrustning och så vidare.