เทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงพิเศษประสิทธิภาพสูง

เวเฟอร์ความเร็วสูงพิเศษประสิทธิภาพสูงเทคโนโลยีเลเซอร์
พลังงานสูงเลเซอร์ที่เร็วมากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตขั้นสูง ข้อมูล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ชีวการแพทย์ การป้องกันประเทศ และการทหาร และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติและการพัฒนาคุณภาพสูง ชิ้นบางระบบเลเซอร์ด้วยข้อดีของกำลังเฉลี่ยที่สูง พลังงานพัลส์ขนาดใหญ่ และคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม ทำให้มีความต้องการอย่างมากในด้านฟิสิกส์ระดับแอตโตวินาที การแปรรูปวัสดุ และสาขาวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอื่นๆ และได้รับความกังวลอย่างกว้างขวางจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก
เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยในประเทศจีนได้ใช้โมดูลเวเฟอร์ที่พัฒนาขึ้นเองและเทคโนโลยีการขยายสัญญาณแบบรีเจนเนอเรชั่น เพื่อให้ได้เวเฟอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง (ความเสถียรสูง กำลังสูง คุณภาพลำแสงสูง ประสิทธิภาพสูง) เวเฟอร์ที่เร็วเป็นพิเศษเลเซอร์เอาท์พุท ด้วยการออกแบบช่องแอมพลิฟายเออร์รีเจเนอเรชั่นและการควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวและความเสถียรเชิงกลของดิสก์คริสตัลในช่อง ทำให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์ของพลังงานพัลส์เดี่ยว >300 μJ, ความกว้างพัลส์ <7 ps, กำลังเฉลี่ย >150 W และประสิทธิภาพการแปลงแสงเป็นแสงสูงสุดสามารถเข้าถึง 61% ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการแปลงแสงสูงสุดที่มีการรายงานจนถึงปัจจุบัน ปัจจัยด้านคุณภาพลำแสง M2<1.06@150W, ความเสถียร 8 ชม. RMS<0.33% ความสำเร็จนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญของเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงพิเศษประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษกำลังสูง

ความถี่การทำซ้ำสูง ระบบขยายกำลังการฟื้นฟูเวเฟอร์กำลังสูง
โครงสร้างของแอมพลิฟายเออร์เลเซอร์เวเฟอร์แสดงในรูปที่ 1 ซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟเบอร์เมล็ด หัวเลเซอร์สไลซ์บาง และช่องแอมพลิฟายเออร์ที่สร้างใหม่ ออสซิลเลเตอร์ไฟเบอร์เจืออิตเทอร์เบียมที่มีกำลังเฉลี่ย 15 mW ความยาวคลื่นกลาง 1,030 นาโนเมตร ความกว้างพัลส์ 7.1 ps และอัตราการทำซ้ำ 30 MHz ถูกใช้เป็นแหล่งเมล็ดพันธุ์ หัวเลเซอร์เวเฟอร์ใช้คริสตัล Yb: YAG แบบโฮมเมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.8 มม. และความหนา 150 µm และระบบปั๊ม 48 จังหวะ แหล่งกำเนิดปั๊มใช้ LD เส้นซีโร่โฟนอนที่มีความยาวคลื่นล็อค 969 นาโนเมตร ซึ่งลดข้อบกพร่องทางควอนตัมลงเหลือ 5.8% โครงสร้างการทำความเย็นที่เป็นเอกลักษณ์สามารถทำให้ผลึกเวเฟอร์เย็นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับประกันความเสถียรของช่องสร้างใหม่ ช่องขยายสัญญาณแบบสร้างใหม่ประกอบด้วยเซลล์ Pockels (PC), โพลาไรเซอร์ฟิล์มบาง (TFP), แผ่นควอเตอร์เวฟ (QWP) และเครื่องสะท้อนเสียงที่มีความเสถียรสูง ตัวแยกจะใช้เพื่อป้องกันไม่ให้แสงขยายจากการทำลายแหล่งที่มาของเมล็ดพืช โครงสร้างไอโซเลเตอร์ที่ประกอบด้วย TFP1, ตัวหมุน และเพลตฮาล์ฟเวฟ (HWP) ใช้เพื่อแยกอินพุตซีดและพัลส์ที่ขยายสัญญาณ ชีพจรของเมล็ดจะเข้าสู่ห้องขยายสัญญาณการงอกใหม่ผ่าน TFP2 ผลึกแบเรียมเมตาบอเรต (BBO), PC และ QWP รวมกันเพื่อสร้างสวิตช์ออปติคัลที่ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงเป็นระยะๆ กับพีซี เพื่อเลือกจับพัลส์ของเมล็ดพืชและแพร่กระจายไปมาในโพรง พัลส์ที่ต้องการจะแกว่งในช่องและถูกขยายอย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการแพร่กระจายแบบไปกลับโดยการปรับระยะเวลาการบีบอัดของกล่องอย่างละเอียด
แอมพลิฟายเออร์รีเจนเนอเรชั่นเวเฟอร์แสดงประสิทธิภาพเอาท์พุตที่ดีและจะมีบทบาทสำคัญในสาขาการผลิตระดับไฮเอนด์ เช่น การพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตขั้นรุนแรง แหล่งกำเนิดปั๊มอัตโตวินาที อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 3C และยานพาหนะพลังงานใหม่ ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์คาดว่าจะนำไปใช้กับพลังพิเศษขนาดใหญ่อุปกรณ์เลเซอร์ซึ่งเป็นวิธีการทดลองใหม่สำหรับการก่อตัวและการตรวจจับสสารอย่างละเอียดในระดับนาโนสเกลอวกาศและสเกลเวลาเฟมโตวินาที ด้วยเป้าหมายในการตอบสนองความต้องการที่สำคัญของประเทศ ทีมงานโครงการจะยังคงมุ่งเน้นไปที่นวัตกรรมเทคโนโลยีเลเซอร์ เจาะลึกการเตรียมคริสตัลเลเซอร์กำลังสูงเชิงกลยุทธ์ และปรับปรุงความสามารถในการวิจัยและพัฒนาอิสระของอุปกรณ์เลเซอร์ใน ด้านข้อมูล พลังงาน อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์และอื่นๆ