เทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงประสิทธิภาพสูง

เวเฟอร์ความเร็วสูงประสิทธิภาพสูงเทคโนโลยีเลเซอร์
กำลังสูงเลเซอร์ความเร็วสูงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตขั้นสูง ข้อมูล ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ชีวการแพทย์ การป้องกันประเทศ และการทหาร และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการส่งเสริมนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติและการพัฒนาที่มีคุณภาพสูงระบบเลเซอร์ด้วยข้อได้เปรียบของกำลังเฉลี่ยสูง พลังงานพัลส์ขนาดใหญ่ และคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม จึงมีความต้องการสูงในฟิสิกส์ระดับแอตโตวินาที การประมวลผลวัสดุ และสาขาวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอื่นๆ และได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก
เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยในประเทศจีนได้ใช้โมดูลเวเฟอร์ที่พัฒนาขึ้นเองและเทคโนโลยีขยายสัญญาณแบบฟื้นฟูเพื่อให้ได้เวเฟอร์ความเร็วสูงพิเศษที่มีประสิทธิภาพสูง (ความเสถียรสูง กำลังสูง คุณภาพลำแสงสูง ประสิทธิภาพสูง)เลเซอร์เอาต์พุต ด้วยการออกแบบช่องขยายสัญญาณแบบรีเจนเนอเรชันและการควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวและเสถียรภาพเชิงกลของผลึกแผ่นดิสก์ในช่อง ทำให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์ที่มีพลังงานพัลส์เดี่ยวมากกว่า 300 μJ ความกว้างพัลส์น้อยกว่า 7 ps กำลังเฉลี่ยมากกว่า 150 วัตต์ และประสิทธิภาพการแปลงแสงเป็นแสงสูงสุดสามารถเข้าถึง 61% ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการแปลงแสงสูงสุดเท่าที่เคยมีการรายงานมา ปัจจัยคุณภาพลำแสง M2 <1.06 @ 150 วัตต์ เสถียรภาพ RMS ที่ 8 ชั่วโมง <0.33% ความสำเร็จนี้ถือเป็นความก้าวหน้าสำคัญในการพัฒนาเลเซอร์เวเฟอร์ความเร็วสูงประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการใช้งานเลเซอร์ความเร็วสูง

ระบบขยายการสร้างเวเฟอร์ความถี่การทำซ้ำสูง กำลังสูง
โครงสร้างของแอมพลิฟายเออร์เลเซอร์เวเฟอร์แสดงในรูปที่ 1 ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดเมล็ดไฟเบอร์ หัวเลเซอร์แบบแผ่นบาง และโพรงแอมพลิฟายเออร์แบบฟื้นฟู ออสซิลเลเตอร์ไฟเบอร์แบบโดปอิตเทอร์เบียมที่มีกำลังเฉลี่ย 15 มิลลิวัตต์ ความยาวคลื่นกลาง 1,030 นาโนเมตร ความกว้างพัลส์ 7.1 พิโควินาที และอัตราการทำซ้ำ 30 เมกะเฮิรตซ์ ถูกใช้เป็นแหล่งเมล็ด หัวเลเซอร์เวเฟอร์ใช้ผลึก Yb: YAG แบบประดิษฐ์เองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.8 มิลลิเมตร ความหนา 150 ไมโครเมตร และระบบปั๊ม 48 จังหวะ แหล่งปั๊มใช้ LD แบบเส้นศูนย์โฟนอนที่มีความยาวคลื่นล็อก 969 นาโนเมตร ซึ่งช่วยลดความบกพร่องเชิงควอนตัมลงเหลือ 5.8% โครงสร้างระบายความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์สามารถระบายความร้อนผลึกเวเฟอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับประกันความเสถียรของโพรงฟื้นฟู โพรงขยายสัญญาณแบบฟื้นฟูประกอบด้วยเซลล์พ็อคเคิลส์ (PC), โพลาไรเซอร์ฟิล์มบาง (TFP), เพลทควอเตอร์เวฟ (QWP) และเรโซเนเตอร์ที่มีความเสถียรสูง ตัวแยกสัญญาณถูกใช้เพื่อป้องกันแสงที่ถูกขยายสัญญาณไม่ให้ทำลายแหล่งกำเนิดสัญญาณแบบย้อนกลับ โครงสร้างตัวแยกสัญญาณประกอบด้วย TFP1, โรเตเตอร์ และเพลทครึ่งเวฟ (HWP) ถูกใช้เพื่อแยกสัญญาณอินพุตและพัลส์ที่ถูกขยายสัญญาณ พัลส์สัญญาณจะเข้าสู่ห้องขยายสัญญาณแบบฟื้นฟูผ่าน TFP2 ผลึกแบเรียมเมตาบอเรต (BBO), PC และ QWP รวมกันเป็นสวิตช์ออปติคัลที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นระยะให้กับ PC เพื่อจับสัญญาณพัลส์สัญญาณแบบเลือกสรรและแพร่กระจายไปมาในโพรง พัลส์ที่ต้องการจะสั่นในโพรงและถูกขยายสัญญาณอย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการแพร่กระจายแบบไปกลับโดยการปรับระยะเวลาการบีบอัดของกล่องอย่างละเอียด
เครื่องขยายสัญญาณการสร้างเวเฟอร์ใหม่นี้มีประสิทธิภาพเอาต์พุตที่ดีและจะมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูง เช่น การพิมพ์หินด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตขั้นสูง แหล่งกำเนิดปั๊มแบบอัตโตวินาที อิเล็กทรอนิกส์ 3C และยานยนต์พลังงานใหม่ ขณะเดียวกัน คาดว่าเทคโนโลยีเลเซอร์เวเฟอร์จะถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์กำลังสูงขนาดใหญ่อุปกรณ์เลเซอร์ซึ่งเป็นวิธีการทดลองแบบใหม่สำหรับการสร้างและตรวจจับสสารอย่างละเอียดในระดับนาโนสเปซสเกลและเฟมโตวินาที ด้วยเป้าหมายที่จะตอบสนองความต้องการหลักของประเทศ ทีมงานโครงการจะยังคงมุ่งเน้นไปที่นวัตกรรมเทคโนโลยีเลเซอร์ พัฒนาความก้าวหน้าในการเตรียมผลึกเลเซอร์กำลังสูงเชิงกลยุทธ์ และพัฒนาศักยภาพการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์เลเซอร์อย่างอิสระในด้านข้อมูล พลังงาน อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ และอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ