เทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงประสิทธิภาพสูง

เวเฟอร์ความเร็วสูงประสิทธิภาพสูงเทคโนโลยีเลเซอร์
กำลังไฟฟ้าสูงเลเซอร์ความเร็วสูงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตขั้นสูง ข้อมูล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ชีวการแพทย์ การป้องกันประเทศ และการทหาร และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องมีความสำคัญต่อการส่งเสริมนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติและการพัฒนาที่มีคุณภาพสูงระบบเลเซอร์ด้วยข้อได้เปรียบของกำลังเฉลี่ยสูง พลังงานพัลส์ขนาดใหญ่ และคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม จึงเป็นที่ต้องการอย่างมากในฟิสิกส์ต่อวินาที การประมวลผลวัสดุ และด้านวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอื่นๆ และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก
เมื่อไม่นานนี้ ทีมวิจัยในจีนได้ใช้โมดูลเวเฟอร์ที่พัฒนาขึ้นเองและเทคโนโลยีการขยายสัญญาณแบบฟื้นฟูเพื่อให้ได้เวเฟอร์ความเร็วสูงที่มีประสิทธิภาพสูง (ความเสถียรสูง กำลังสูง คุณภาพลำแสงสูง ประสิทธิภาพสูง)เลเซอร์เอาต์พุต ผ่านการออกแบบช่องขยายสัญญาณการฟื้นฟูและการควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวและเสถียรภาพเชิงกลของคริสตัลดิสก์ในช่อง ทำให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์ของพลังงานพัลส์เดี่ยว >300 μJ ความกว้างพัลส์ <7 ps กำลังเฉลี่ย >150 W และประสิทธิภาพการแปลงแสงเป็นแสงสูงสุดสามารถเข้าถึง 61% ซึ่งถือเป็นประสิทธิภาพการแปลงแสงสูงสุดที่รายงานมาจนถึงปัจจุบัน ปัจจัยคุณภาพลำแสง M2 <1.06 @ 150W ความเสถียร 8 ชั่วโมง RMS <0.33% ความสำเร็จนี้ถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะมอบความเป็นไปได้เพิ่มเติมสำหรับแอปพลิเคชันเลเซอร์ความเร็วสูงที่ใช้พลังงานสูง

ระบบขยายการสร้างเวเฟอร์ใหม่ที่มีความถี่การทำซ้ำสูงและมีกำลังสูง
โครงสร้างของเครื่องขยายสัญญาณเลเซอร์เวเฟอร์แสดงไว้ในรูปที่ 1 ซึ่งประกอบด้วยแหล่งเมล็ดไฟเบอร์ หัวเลเซอร์สไลซ์บาง และโพรงเครื่องขยายสัญญาณแบบฟื้นฟู ออสซิลเลเตอร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียมที่มีกำลังเฉลี่ย 15 มิลลิวัตต์ ความยาวคลื่นกลาง 1,030 นาโนเมตร ความกว้างพัลส์ 7.1 พิสัย และอัตราการทำซ้ำ 30 เมกะเฮิรตซ์ถูกใช้เป็นแหล่งเมล็ด เลเซอร์หัวเวเฟอร์ใช้คริสตัล Yb: YAG แบบทำเองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.8 มิลลิเมตรและความหนา 150 ไมโครเมตรและระบบปั๊ม 48 จังหวะ แหล่งปั๊มใช้ LD เส้นโฟนอนศูนย์ที่มีความยาวคลื่นล็อก 969 นาโนเมตร ซึ่งลดข้อบกพร่องควอนตัมลงเหลือ 5.8% โครงสร้างระบายความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์สามารถระบายความร้อนคริสตัลเวเฟอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับรองความเสถียรของโพรงฟื้นฟู โพรงขยายสัญญาณที่สร้างใหม่ประกอบด้วยเซลล์ Pockels (PC), โพลาไรเซอร์ฟิล์มบาง (TFP), เพลทควอเตอร์เวฟ (QWP) และเรโซเนเตอร์ที่มีความเสถียรสูง ตัวแยกสัญญาณใช้เพื่อป้องกันไม่ให้แสงที่ขยายสัญญาณไปทำลายแหล่งสัญญาณย้อนกลับ โครงสร้างตัวแยกสัญญาณประกอบด้วย TFP1, โรเตเตอร์ และเพลทฮาล์ฟเวฟ (HWP) ใช้เพื่อแยกสัญญาณอินพุตและพัลส์ที่ขยายสัญญาณ พัลส์ของสัญญาณจะเข้าสู่ห้องขยายสัญญาณที่สร้างใหม่ผ่าน TFP2 ผลึกแบเรียมเมตาโบเรต (BBO), PC และ QWP รวมกันเพื่อสร้างสวิตช์ออปติกที่ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงเป็นระยะกับ PC เพื่อจับพัลส์ของสัญญาณแบบเลือกได้และแพร่กระจายไปมาในโพรง พัลส์ที่ต้องการจะแกว่งไปมาในโพรงและขยายสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการแพร่กระจายแบบไปกลับโดยการปรับช่วงเวลาการบีบอัดของกล่องอย่างละเอียด
เครื่องขยายสัญญาณการสร้างเวเฟอร์ใหม่นั้นมีประสิทธิภาพเอาต์พุตที่ดีและจะมีบทบาทสำคัญในสาขาการผลิตระดับสูง เช่น การพิมพ์หินด้วยแสงอัลตราไวโอเลตแบบสุดขั้ว แหล่งปั๊มอัตโตวินาที อิเล็กทรอนิกส์ 3C และยานยนต์พลังงานใหม่ ในเวลาเดียวกัน คาดว่าเทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์จะถูกนำไปใช้กับเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีกำลังสูงอุปกรณ์เลเซอร์โดยนำเสนอวิธีการทดลองใหม่สำหรับการก่อตัวและการตรวจจับสสารอย่างละเอียดในระดับพื้นที่ระดับนาโนและระดับเวลาเฟมโตวินาที ด้วยเป้าหมายในการให้บริการความต้องการหลักของประเทศ ทีมโครงการจะยังคงมุ่งเน้นไปที่นวัตกรรมเทคโนโลยีเลเซอร์ พัฒนาการเตรียมคริสตัลเลเซอร์กำลังสูงเชิงกลยุทธ์ต่อไป และปรับปรุงความสามารถในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์เลเซอร์อย่างอิสระในด้านข้อมูล พลังงาน อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ และอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ