Visokozmogljiva ultrahitra rezinalaserska tehnologija
Visoka močultrahitri laserjise pogosto uporabljajo v napredni proizvodnji, informacijski industriji, mikroelektroniki, biomedicini, nacionalni obrambi in vojski, ustrezne znanstvene raziskave pa so ključnega pomena za spodbujanje nacionalnih znanstvenih in tehnoloških inovacij ter visokokakovostnega razvoja. Tankoreznilaserski sistemS svojimi prednostmi visoke povprečne moči, velike impulzne energije in odlične kakovosti žarka je zelo iskana v atosekundni fiziki, obdelavi materialov in drugih znanstvenih in industrijskih področjih ter je deležna širokega zanimanja držav po vsem svetu.
Nedavno je raziskovalna skupina na Kitajskem uporabila lastno razvit modul rezin in tehnologijo regenerativnega ojačanja za doseganje visokozmogljivih (visoka stabilnost, visoka moč, visoka kakovost žarka, visoka učinkovitost) ultra hitrih rezin.laserizhod. Z zasnovo votline regeneracijskega ojačevalnika ter nadzorom temperature površine in mehanske stabilnosti diskovnega kristala v votlini je dosežen laserski izhod z energijo posameznega impulza >300 μJ, širino impulza <7 ps, povprečno moč >150 W, najvišja učinkovitost pretvorbe svetlobe v svetlobo pa lahko doseže 61 %, kar je tudi najvišja doslej zabeležena optična učinkovitost pretvorbe. Faktor kakovosti žarka M2 <1,06 pri 150 W, 8-urna stabilnost RMS <0,33 %, ta dosežek pomeni pomemben napredek pri visokozmogljivih ultrahitrih rezinovih laserjih, ki bo zagotovil več možnosti za uporabo visokozmogljivih ultrahitrih laserjev.
Visoka frekvenca ponovitve, visokozmogljiv sistem za ojačitev regeneracije rezin
Struktura ojačevalnika z laserjem na osnovi rezine je prikazana na sliki 1. Vključuje izvor vlaken, tankoslojno lasersko glavo in regenerativno ojačevalno votlino. Kot izvor je bil uporabljen z iterbijem dopiran vlakenski oscilator s povprečno močjo 15 mW, centralno valovno dolžino 1030 nm, širino impulza 7,1 ps in frekvenco ponovitve 30 MHz. Glava laserja na osnovi rezine uporablja doma izdelan kristal Yb:YAG s premerom 8,8 mm in debelino 150 µm ter 48-taktni črpalni sistem. Črpalni vir uporablja linijski LD brez fononov z zaklenjeno valovno dolžino 969 nm, kar zmanjša kvantno napako na 5,8 %. Edinstvena hladilna struktura lahko učinkovito ohladi kristal rezine in zagotovi stabilnost regeneracijske votline. Regenerativna ojačevalna votlina je sestavljena iz Pockelsovih celic (PC), tankoplastnih polarizatorjev (TFP), četrtvalovnih plošč (QWP) in visoko stabilnega resonatorja. Izolatorji se uporabljajo za preprečevanje, da bi ojačana svetloba poškodovala izvor semena v obratni smeri. Za izolacijo vhodnih semen in ojačanih impulzov se uporablja izolatorska struktura, ki jo sestavljajo TFP1, rotator in polvalovne plošče (HWP). Semenski impulz vstopi v regeneracijsko ojačevalno komoro preko TFP2. Kristali barijevega metaborata (BBO), PC in QWP se združijo v optično stikalo, ki periodično dovaja visoko napetost na PC, da selektivno zajame semenski impulz in ga širi naprej in nazaj v votlini. Želeni impulz niha v votlini in se med širjenjem v povratnem toku učinkovito ojača z natančnim nastavljanjem obdobja kompresije škatle.
Ojačevalnik za regeneracijo rezin kaže dobre izhodne zmogljivosti in bo imel pomembno vlogo na področjih vrhunske proizvodnje, kot so ekstremna ultravijolična litografija, atosekundni črpalni vir, 3C elektronika in vozila z novo energijo. Hkrati se pričakuje, da se bo tehnologija laserskih rezin uporabljala v velikih super zmogljivihlaserske naprave, ki zagotavlja novo eksperimentalno sredstvo za nastanek in fino zaznavanje snovi na nanometrski vesoljski lestvici in femtosekundni časovni lestvici. S ciljem zadovoljitve glavnih potreb države se bo projektna ekipa še naprej osredotočala na inovacije v laserski tehnologiji, nadaljevala s pripravo strateških visokozmogljivih laserskih kristalov in učinkovito izboljšala neodvisne raziskovalne in razvojne zmogljivosti laserskih naprav na področju informacij, energije, vrhunske opreme in tako naprej.
Čas objave: 28. maj 2024