Tecnologia làser ultraràpida d'alt rendiment

Hòstia ultraràpida d'alt rendimenttecnologia làser
Alta potèncialàsers ultra ràpidss'utilitzen àmpliament en la fabricació avançada, la informació, la microelectrònica, la biomedicina, la defensa nacional i els camps militars, i la investigació científica rellevant és vital per promoure la innovació científica i tecnològica nacional i el desenvolupament d'alta qualitat. Llesca finasistema làserAmb els seus avantatges d'alta potència mitjana, gran energia de pols i excel·lent qualitat del feix, té una gran demanda en física d'atosegons, processament de materials i altres camps científics i industrials, i ha estat àmpliament preocupat per països de tot el món.
Recentment, un equip d'investigació a la Xina ha utilitzat un mòdul d'hòsties de desenvolupament propi i una tecnologia d'amplificació regenerativa per aconseguir hòsties ultra ràpides d'alt rendiment (alta estabilitat, alta potència, alta qualitat de feix, alta eficiència).làsersortida. Mitjançant el disseny de la cavitat de l'amplificador de regeneració i el control de la temperatura superficial i l'estabilitat mecànica del disc de cristall a la cavitat, s'aconsegueix la sortida làser d'energia d'un pols > 300 μJ, amplada del pols <7 ps, potència mitjana > 150 W. , i l'eficiència de conversió de llum a llum més alta pot arribar al 61%, que també és l'eficiència de conversió òptica més alta reportada fins ara. El factor de qualitat del feix M2<1,06@150W, 8h d'estabilitat RMS <0,33%, aquest assoliment marca un progrés important en làser ultraràpid d'alt rendiment, que proporcionarà més possibilitats per a aplicacions làser ultraràpids d'alta potència.

Alta freqüència de repetició, sistema d'amplificació de regeneració d'hòsties d'alta potència
L'estructura de l'amplificador làser d'hòsties es mostra a la figura 1. Inclou una font de llavor de fibra, un capçal làser de llesca fina i una cavitat d'amplificador regeneratiu. Com a font de llavor es va utilitzar un oscil·lador de fibra dopada amb iterbi amb una potència mitjana de 15 mW, una longitud d'ona central de 1030 nm, una amplada de pols de 7, 1 ps i una freqüència de repetició de 30 MHz. El capçal làser d'hòstia utilitza un cristall casolà Yb: YAG amb un diàmetre de 8,8 mm i un gruix de 150 µm i un sistema de bombeig de 48 temps. La font de bomba utilitza una línia de fonó zero LD amb una longitud d'ona de bloqueig de 969 nm, que redueix el defecte quàntic al 5,8%. L'estructura de refrigeració única pot refredar eficaçment el cristall de l'hòstia i garantir l'estabilitat de la cavitat de regeneració. La cavitat d'amplificació regenerativa consta de cèl·lules Pockels (PC), polaritzadors de pel·lícula fina (TFP), plaques de quart d'ona (QWP) i un ressonador d'alta estabilitat. Els aïlladors s'utilitzen per evitar que la llum amplificada danyi la font de llavors. Per aïllar llavors d'entrada i polsos amplificats s'utilitza una estructura aïlladora formada per TFP1, Rotator i Half-Wave Plates (HWP). El pols de llavors entra a la cambra d'amplificació de regeneració mitjançant TFP2. Els cristalls de metaborat de bari (BBO), el PC i el QWP es combinen per formar un interruptor òptic que aplica periòdicament un alt voltatge al PC per capturar selectivament el pols de llavors i propagar-lo cap endavant i cap enrere a la cavitat. El pols desitjat oscil·la a la cavitat i s'amplifica eficaçment durant la propagació d'anada i tornada ajustant finament el període de compressió de la caixa.
L'amplificador de regeneració d'hòsties mostra un bon rendiment de sortida i tindrà un paper important en camps de fabricació de gamma alta com la litografia ultraviolada extrema, la font de bomba d'atosegons, l'electrònica 3C i els vehicles d'energia nova. Al mateix temps, s'espera que la tecnologia làser d'hòsties s'apliqui a grans súper poderososdispositius làser, proporcionant un nou mitjà experimental per a la formació i la detecció fina de matèria a escala espacial a nanoescala i escala de temps femtosegon. Amb l'objectiu de satisfer les principals necessitats del país, l'equip del projecte continuarà centrant-se en la innovació tecnològica làser, avançar encara més en la preparació de cristalls làser estratègics d'alta potència i millorar eficaçment la capacitat d'investigació i desenvolupament independent dels dispositius làser a els camps de la informació, l'energia, els equips de gamma alta, etc.