Lieljaudas īpaši ātrie lāzeri tiek plaši izmantoti progresīvā ražošanā, informācijā, mikroelektronikā, biomedicīnā, valsts aizsardzībā un militārajā jomā, un ar tiem saistītajiem zinātniskajiem pētījumiem ir izšķiroša nozīme valsts zinātniskās un tehnoloģiskās inovācijas un augstas kvalitātes attīstības veicināšanā. Plānas sekciju lāzeru sistēmas tiek plaši izmantotas progresīvās ražošanas, informācijas, mikroelektronikas, biomedicīnas, aizsardzības un militārajā jomā...
Lieljaudas īpaši ātrie lāzeri tiek plaši izmantoti progresīvā ražošanā, informācijas, mikroelektronikas, biomedicīnas, valsts aizsardzības un militārajā jomā uc Saistītie zinātniskie pētījumi ir ļoti svarīgi, lai veicinātu valsts zinātnes un tehnoloģiju inovācijas un augstas kvalitātes attīstību. Pateicoties lielajai vidējai jaudai, lielai impulsa enerģijai un izcilai staru kvalitātei, plānslāņa lāzersistēmai ir liels pieprasījums tādās zinātnes un rūpniecības jomās kā attosekundes fizika un materiālu apstrāde, un tai ir pievērsta liela uzmanība no visas pasaules. Tomēr pašlaik joprojām ir trūkumi galvenajās tehnoloģijās, piemēram, plānās kārtiņas pastiprināšanas ierīces sagatavošanā, dzesēšanas sistēmas projektēšanā un iepakošanas sistēmā, kā arī daudztaktu sūknēšanas sistēmā, kas nopietni ierobežo jaudīgu īpaši ātru plānās kārtiņas lāzeru turpmāko attīstību. Ķīna.
Funded by the National Key Research and Development Program of China (No.2022YFB3605800), the team of Prof. Shuangchen Ruan and Associate Prof. Xing Liu from Shenzhen University of Technology (SZUT) has recently achieved a high-performance (high-stability, high-power, high-beam-quality, and high-efficiency) ultra-fast thin-film laser output by adopting self-developed thin-film module and regenerative amplification technology. By designing the regenerative amplification cavity and controlling the surface temperature and mechanical stability of the disk crystal inside the cavity, a laser output with a single pulse energy >300 μJ, impulsa platums<7 ps, and an average power >Tika realizēts 150 W ar maksimālo optiskās-optiskās pārveides efektivitāti 61%, kas ir arī augstākā optiskās-optiskās pārveides efektivitāte, kas līdz šim ziņots, pateicoties īpaši ātrai plānās plēves reģeneratīvai pastiprināšanai un staru kūļa kvalitātes koeficientam. no M2<1.06@150W, 8h stability RMS, and a beam quality factor of M2<1.06@150W. 150W, 8h stability RMS<0.33%, which marks an important progress in high-performance ultrafast thin-film lasers, which will provide more possibilities for high-power ultrafast laser applications.
Rezultāti tika publicēti High Power Laser Science and Engineering, Vol. 2, Nr. 2, 2024 (Sizhi Xu, Yubo Gao, Xing Liu, Yewang Chen, Deqin Ouyang, Junqing Zhao, Minqiu Liu, Xu Wu, Chunyu Guo, Cangtang Wu un Yewang Chen). Chunyu Guo, Cangtao Zhou, Qitao Lue, Shuangchen Ruan. Augsta atkārtošanās ātruma un lielas jaudas efektīvas pikosekundes plānā diska reģeneratīvais pastiprinātājs[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2024, 12(2): 02000e14).
Augstas frekvences un lieljaudas plāna diska reģeneratīvā pastiprinātāja sistēma
1. att. Plānu pārslu reģeneratīvā pastiprināšanas sistēma
Plānpārslu lāzera pastiprinātāja struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tas ietver šķiedru sēklu avotu, plānslāņa lāzera galviņu un reģeneratīvo pastiprināšanas dobumu. Sēklu avots ir ar iterbiju leģēts šķiedru oscilators ar vidējo jaudu 15 mW, centrālo viļņa garumu 1030 nm, impulsa platumu 7,1 ps un atkārtošanās frekvenci 30 MHz. Plānās plēves lāzera galviņā tiek izmantots paštaisīts Yb: YAG kristāls ar 8,8 mm diametru un 150 µm biezumu un 48-gājiena sūknēšanas sistēma. Sūkņa avots izmanto 969 nm viļņa garuma bloķētu nulles fonona līniju LD, kas samazina kvantu defektu līdz 5,8%. Unikāla siltuma izkliedes struktūra efektīvi atdzesē lamelāro kristālu un nodrošina reģenerācijas dobuma stabilitāti. Reģeneratīvās pastiprināšanas dobums sastāv no Pockels Cell (PC), Plānas plēves polarizatoriem (TFP), ceturkšņa viļņu plāksnēm (QWP) un ļoti stabilas rezonanses dobuma. Izolators (izolators) tiek izmantots, lai novērstu pastiprinātās gaismas apgriešanos un sēklu avota bojāšanu. Izolatora struktūra, kas sastāv no TFP1, Rotator un Half-Wave Plates (HWP), tiek izmantota, lai izolētu ievades sēklas no pastiprinātā impulsa. Sēklu impulss caur TFP2 nonāk reģeneratīvās pastiprināšanas kamerā. Bārija slīpo borāta (BBO) kristāls, PC un QWP apvienojas, veidojot optisku slēdzi, un personālajam datoram tiek pieslēgts periodisks augsts spriegums, lai selektīvi uztvertu sēklu impulsu, lai to izplatītu uz priekšu un atpakaļ cauri dobumam. Vēlamais impulss tiek svārstīts dobumā, precīzi noregulējot Pukel kastes sprieguma pielietošanas periodu efektīvai pastiprināšanai turp un atpakaļ izplatīšanās laikā.
2. att. Reģeneratīvā pastiprinātāja sistēmas izejas veiktspēja plānslāņai
Pie 1 MHz reģeneratīvā pastiprinātāja maksimālā izejas jauda ir 154,1 W, optiskās-optiskās pārveides efektivitāte līdz 61%, staru kūļa kvalitātes koeficients ir MX2=1.05 un MY 2=1.06 ar augstāko jaudu, un 8-stundu jaudas stabilitāte RMS < 0,33%.
