טכנולוגיית לייזר אולטרה-מהיר עם ביצועים גבוהים

רקיק מהיר במיוחד עם ביצועים גבוהיםטכנולוגיית לייזר
בעל הספק גבוהלייזרים מהירים במיוחדנמצאים בשימוש נרחב בייצור מתקדם, מידע, מיקרואלקטרוניקה, ביו-רפואה, הגנה לאומית ותחומי צבא, ומחקר מדעי רלוונטי חיוני לקידום חדשנות מדעית וטכנולוגית לאומית ופיתוח באיכות גבוהה. פרוסה דקהמערכת לייזרעם היתרונות של הספק ממוצע גבוה, אנרגיית פולסים גדולה ואיכות אלומה מצוינת, יש ביקוש רב בפיזיקה אטו-שניה, עיבוד חומרים ותחומים מדעיים ותעשייתיים אחרים, והיא מודאגת רבות על ידי מדינות בכל רחבי העולם.
לאחרונה, צוות מחקר בסין השתמש במודול רקיק בפיתוח עצמי ובטכנולוגיית הגברה רגנרטיבית כדי להשיג רקיק מהיר במיוחד (יציבות גבוהה, הספק גבוה, איכות קרן גבוהה, יעילות גבוהה) מהיר במיוחד.לייזרתְפוּקָה. באמצעות תכנון חלל מגבר ההתחדשות ובקרת טמפרטורת פני השטח והיציבות המכנית של גביש הדיסק בחלל, מושגת תפוקת הלייזר של אנרגיית פולס בודד >300 μJ, רוחב פולס <7 ps, הספק ממוצע >150 W , ויעילות ההמרה הגבוהה ביותר לאור לאור יכולה להגיע ל-61%, שהיא גם יעילות ההמרה האופטית הגבוהה ביותר שדווחה עד כה. מקדם איכות האלומה M2<1.06@150W, יציבות של 8 שעות RMS<0.33%, הישג זה מסמן התקדמות חשובה בלייזר פרוסות אולטרה-מהיר בעל ביצועים גבוהים, אשר יספק יותר אפשרויות ליישומי לייזר אולטרה-מהיר בעוצמה גבוהה.

תדר חזרות גבוה, מערכת הגברה לחידוש פרוסות בעוצמה גבוהה
המבנה של מגבר לייזר רקיק מוצג באיור 1. הוא כולל מקור זרעי סיבים, ראש לייזר פרוסה דקה וחלל מגבר רגנרטיבי. כמקור הזרע נעשה שימוש במתנד סיבים מסוממים באיטרביום עם הספק ממוצע של 15 mW, אורך גל מרכזי של 1030 ננומטר, רוחב פולסים של 7.1 ps וקצב חזרות של 30 מגה-הרץ. ראש לייזר רקיק משתמש בקריסטל Yb: YAG תוצרת בית בקוטר של 8.8 מ"מ ובעובי של 150 מיקרומטר ומערכת שאיבה של 48 פעימות. מקור המשאבה משתמש בקו אפס פונון LD עם אורך גל נעילה של 969 ננומטר, מה שמפחית את הפגם הקוונטי ל-5.8%. מבנה הקירור הייחודי יכול לקרר ביעילות את גביש הפרוסים ולהבטיח את היציבות של חלל ההתחדשות. חלל ההגברה הרגנרטיבי מורכב מתאי Pockels (PC), מקטבי סרטים דקים (TFP), לוחות רבע גל (QWP) ומהוד בעל יציבות גבוהה. מבודדים משמשים כדי למנוע מאור מוגבר לפגוע לאחור במקור הזרע. מבנה מבודד המורכב מ-TFP1, Rotator ו- Half-Wave Plates (HWP) משמש לבידוד זרעי כניסה ופולסים מוגברים. דופק הזרע נכנס לתא הגברה של התחדשות דרך TFP2. גבישי Barium metaborate (BBO), PC ו-QWP משתלבים ויוצרים מתג אופטי המחיל מתח גבוה מדי פעם על המחשב כדי ללכוד באופן סלקטיבי את דופק הזרע ולהפיץ אותו קדימה ואחורה בחלל. הדופק הרצוי מתנודד בחלל ומוגבר ביעילות במהלך התפשטות הלוך ושוב על ידי התאמה עדינה של תקופת הדחיסה של התיבה.
מגבר התחדשות הפרוסים מציג ביצועי פלט טובים וישחק תפקיד חשוב בתחומי ייצור מתקדמים כגון ליתוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית, מקור משאבת attosecond, אלקטרוניקה 3C ורכבי אנרגיה חדשים. יחד עם זאת, טכנולוגיית לייזר רקיק צפויה להיות מיושמת על סופר עוצמתיות גדולותמכשירי לייזר, מתן אמצעי ניסיוני חדש להיווצרות וזיהוי עדין של חומר בקנה מידה ננומטרי של חלל וסולם זמן פמטו-שניות. במטרה לשרת את הצרכים העיקריים של המדינה, צוות הפרויקט ימשיך להתמקד בחדשנות בטכנולוגיית לייזר, לפרוץ עוד יותר את הכנת גבישי לייזר אסטרטגיים בעלי הספק גבוה, ולשפר ביעילות את יכולת המחקר והפיתוח העצמאיים של מכשירי הלייזר. תחומי המידע, האנרגיה, הציוד המתקדם וכן הלאה.