Technologie laser à tranche ultrarapide haute performance

Plaquette ultrarapide haute performancetechnologie laser
Haute puissancelasers ultrarapidessont largement utilisés dans les domaines de la fabrication de pointe, de l'information, de la microélectronique, de la biomédecine, de la défense nationale et de l'armée, et la recherche scientifique pertinente est essentielle pour promouvoir l'innovation scientifique et technologique nationale et un développement de haute qualité. Tranche finesystème laseravec ses avantages de puissance moyenne élevée, d'énergie d'impulsion importante et d'excellente qualité de faisceau, il est très demandé dans la physique attoseconde, le traitement des matériaux et d'autres domaines scientifiques et industriels, et a été largement préoccupé par les pays du monde entier.
Récemment, une équipe de recherche en Chine a utilisé un module de plaquette auto-développé et une technologie d'amplification régénérative pour obtenir une plaquette ultra-rapide de haute performance (haute stabilité, puissance élevée, qualité de faisceau élevée, rendement élevé).lasersortir. Grâce à la conception de la cavité de l'amplificateur de régénération et au contrôle de la température de surface et de la stabilité mécanique du disque cristallin dans la cavité, la sortie laser d'une énergie d'impulsion unique > 300 μJ, d'une largeur d'impulsion < 7 ps, d'une puissance moyenne > 150 W est obtenue. , et l'efficacité de conversion lumière-lumière la plus élevée peut atteindre 61 %, ce qui est également l'efficacité de conversion optique la plus élevée signalée jusqu'à présent. Le facteur de qualité du faisceau M2 < 1,06 à 150 W, stabilité 8 h RMS < 0,33 %, cette réalisation marque un progrès important dans le domaine du laser à tranche ultra-rapide de haute performance, qui offrira plus de possibilités pour les applications laser ultra-rapides de haute puissance.

Fréquence de répétition élevée, système d'amplification de régénération de tranche de puissance élevée
La structure de l'amplificateur laser sur plaquette est illustrée à la figure 1. Il comprend une source d'amorçage de fibre, une tête laser à tranche mince et une cavité d'amplificateur régénératif. Un oscillateur à fibre dopée à l'ytterbium avec une puissance moyenne de 15 mW, une longueur d'onde centrale de 1 030 nm, une largeur d'impulsion de 7,1 ps et un taux de répétition de 30 MHz a été utilisé comme source d'amorçage. La tête laser à plaquette utilise un cristal Yb:YAG fait maison d'un diamètre de 8,8 mm et d'une épaisseur de 150 µm et un système de pompage à 48 temps. La source de pompe utilise une ligne LD sans phonon avec une longueur d'onde de verrouillage de 969 nm, ce qui réduit le défaut quantique à 5,8 %. La structure de refroidissement unique peut refroidir efficacement le cristal de la plaquette et assurer la stabilité de la cavité de régénération. La cavité amplificatrice régénérative se compose de cellules de Pockels (PC), de polariseurs à couche mince (TFP), de plaques quart d'onde (QWP) et d'un résonateur à haute stabilité. Les isolateurs sont utilisés pour empêcher la lumière amplifiée d’endommager la source de graines. Une structure d'isolateur composée de TFP1, de rotateurs et de plaques demi-onde (HWP) est utilisée pour isoler les graines d'entrée et les impulsions amplifiées. L'impulsion de graine entre dans la chambre d'amplification de régénération via TFP2. Les cristaux de métaborate de baryum (BBO), le PC et le QWP se combinent pour former un commutateur optique qui applique périodiquement une haute tension au PC pour capturer sélectivement l'impulsion de graine et la propager dans les deux sens dans la cavité. L'impulsion souhaitée oscille dans la cavité et est amplifiée efficacement lors de la propagation aller-retour en ajustant finement la période de compression du caisson.
L'amplificateur de régénération de tranche présente de bonnes performances de sortie et jouera un rôle important dans les domaines de fabrication haut de gamme tels que la lithographie ultraviolette extrême, la source de pompe attoseconde, l'électronique 3C et les véhicules à énergie nouvelle. Dans le même temps, la technologie laser sur tranche devrait être appliquée à de grands systèmes superpuissants.appareils laser, fournissant un nouveau moyen expérimental pour la formation et la détection fine de matière à l'échelle spatiale nanométrique et à l'échelle temporelle femtoseconde. Dans le but de répondre aux besoins majeurs du pays, l'équipe du projet continuera de se concentrer sur l'innovation technologique laser, de percer davantage dans la préparation de cristaux laser stratégiques de haute puissance et d'améliorer efficacement la capacité indépendante de recherche et de développement des dispositifs laser dans le pays. les domaines de l'information, de l'énergie, des équipements haut de gamme, etc.


Heure de publication : 28 mai 2024