טכנולוגיית לייזר וופלים אולטרה-מהירה בעלת ביצועים גבוהים

פרוסת ופלים מהירה במיוחד בעלת ביצועים גבוהיםטכנולוגיית לייזר
עוצמה גבוההלייזרים אולטרה-מהיריםנמצאים בשימוש נרחב בייצור מתקדם, מידע, מיקרואלקטרוניקה, ביו-רפואה, הגנה לאומית ותחומים צבאיים, ומחקר מדעי רלוונטי חיוני לקידום חדשנות מדעית וטכנולוגית לאומית ופיתוח איכותי. פרוסות דקותמערכת לייזרעם יתרונותיו של הספק ממוצע גבוה, אנרגיית פולס גדולה ואיכות קרן מעולה, הוא מבוקש מאוד בפיזיקה של אטו-שניות, עיבוד חומרים ותחומים מדעיים ותעשייתיים אחרים, והוא זוכה לדאגה רבה מצד מדינות בכל רחבי העולם.
לאחרונה, צוות מחקר בסין השתמש במודול פרוסות ופלים שפותח על ידי עצמו ובטכנולוגיית הגברה רגנרטיבית כדי להשיג פרוסות ופלים מהירות במיוחד בעלות ביצועים גבוהים (יציבות גבוהה, הספק גבוה, איכות קרן גבוהה, יעילות גבוהה).לייזרפלט. באמצעות תכנון חלל מגבר ההתחדשות ובקרת טמפרטורת פני השטח והיציבות המכנית של גביש הדיסק בחלל, מושגת פלט לייזר של אנרגיית פולס בודד >300 מיקרו-ג'אול, רוחב פולס <7 פיקו-שנייה, הספק ממוצע >150 וואט, ויעילות ההמרה הגבוהה ביותר מאור לאור יכולה להגיע ל-61%, שהיא גם יעילות ההמרה האופטית הגבוהה ביותר שדווחה עד כה. מקדם איכות הקרן M2 <1.06 @ 150 וואט, יציבות RMS של 8 שעות <0.33%, הישג זה מסמן התקדמות חשובה בלייזר פרוסות אולטרה-מהיר בעל ביצועים גבוהים, אשר תספק אפשרויות נוספות עבור יישומי לייזר אולטרה-מהיר בעלי הספק גבוה.

מערכת הגברה של התחדשות פרוסות ופלים בעלי עוצמה גבוהה בתדירות חזרה גבוהה
מבנה מגבר לייזר הוופלים מוצג באיור 1. הוא כולל מקור זרעי סיבים, ראש לייזר פרוסה דקה וחלל מגבר רגנרטיבי. מתנד סיבים מסומם באיטביום בעל הספק ממוצע של 15 מיליוואט, אורך גל מרכזי של 1030 ננומטר, רוחב פולס של 7.1 פיקו-שנייה וקצב חזרות של 30 מגה-הרץ שימש כמקור הזרעים. ראש לייזר הוופלים משתמש בגביש Yb:YAG תוצרת בית בקוטר של 8.8 מ"מ ועובי של 150 מיקרומטר ומערכת שאיבה של 48 פעימות. מקור המשאבה משתמש ב-LD קו אפס-פונון עם אורך גל נעילה של 969 ננומטר, מה שמפחית את הפגם הקוונטי ל-5.8%. מבנה הקירור הייחודי יכול לקרר ביעילות את גביש הוופלים ולהבטיח את יציבות חלל הרגנרטיבציה. חלל ההגברה הרגנרטיבי מורכב מתאי פוקלס (PC), מקטבי סרט דק (TFP), לוחות רבע גל (QWP) ומהוד בעל יציבות גבוהה. מבודדים משמשים למניעת נזק הפוך מאור מוגבר למקור הזרעים. מבנה מבודד המורכב מ-TFP1, לוחות מסובבים וחצי גל (HWP) משמש לבידוד זרעי הקלט והפולסים המוגברים. פולס הזרעים נכנס לתא הגברת ההתחדשות דרך TFP2. גבישי בריום מטבוראט (BBO), PC ו-QWP משתלבים ליצירת מתג אופטי המפעיל מתח גבוה תקופתי על ה-PC כדי ללכוד באופן סלקטיבי את פולס הזרעים ולהפיץ אותו הלוך ושוב בחלל. הפולס הרצוי מתנדנד בחלל ומוגבר ביעילות במהלך התפשטות המעגל הלוך ושוב על ידי כוונון עדין של תקופת הדחיסה של הקופסה.
מגבר התחדשות הוופלים מציג ביצועי פלט טובים וימלא תפקיד חשוב בתחומי ייצור מתקדמים כגון ליתוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית, מקור משאבה אטו-שניות, אלקטרוניקה תלת-ממדית וכלי רכב לאנרגיה חדשה. במקביל, טכנולוגיית לייזר הוופלים צפויה להיות מיושמת על מערכות גדולות בעלות עוצמה גבוהה.מכשירי לייזר, המספק אמצעי ניסיוני חדש להיווצרות וגילוי מדויק של חומר בקנה מידה ננומטרי של חלל ובקנה מידה פמטו-שנייה. במטרה לשרת את הצרכים העיקריים של המדינה, צוות הפרויקט ימשיך להתמקד בחדשנות בטכנולוגיית לייזר, לפרוץ קדימה את הכנת גבישי לייזר אסטרטגיים בעלי הספק גבוה, ולשפר ביעילות את יכולת המחקר והפיתוח העצמאי של התקני לייזר בתחומי המידע, האנרגיה, ציוד מתקדם וכן הלאה.