Defnyddir laserau tra-chyflym pŵer uchel yn eang mewn gweithgynhyrchu uwch, gwybodaeth, microelectroneg, biofeddygaeth, amddiffyn cenedlaethol a meysydd milwrol, ac mae ymchwil wyddonol gysylltiedig yn hanfodol ar gyfer hyrwyddo arloesedd gwyddonol a thechnolegol cenedlaethol a datblygiad o ansawdd uchel. Defnyddir systemau laser adran denau yn eang mewn gweithgynhyrchu uwch, gwybodaeth, microelectroneg, biofeddygol, meysydd amddiffyn a milwrol ...
Defnyddir laserau tra chyflym pŵer uchel yn eang mewn gweithgynhyrchu uwch, gwybodaeth, microelectroneg, biofeddygol, meysydd amddiffyn cenedlaethol a milwrol, ac ati. Mae'r ymchwil wyddonol gysylltiedig yn hanfodol i hyrwyddo arloesedd gwyddonol a thechnolegol cenedlaethol a datblygiad o ansawdd uchel. Yn rhinwedd ei bŵer cyfartalog uchel, ynni pwls mawr ac ansawdd trawst rhagorol, mae gan system laser ffilm denau alw mawr mewn meysydd gwyddonol a diwydiannol megis ffiseg attosecond a phrosesu deunyddiau, ac mae wedi cael sylw helaeth gan wledydd ledled y byd. Fodd bynnag, ar hyn o bryd, mae diffygion o hyd mewn technolegau allweddol megis paratoi dyfais ennill ffilm denau, dylunio a phecynnu system oeri, a system bwmpio aml-strôc, sy'n cyfyngu'n ddifrifol ar ddatblygiad pellach laserau ffilm tenau tra chyflym pŵer uchel yn Tsieina.
Funded by the National Key Research and Development Program of China (No.2022YFB3605800), the team of Prof. Shuangchen Ruan and Associate Prof. Xing Liu from Shenzhen University of Technology (SZUT) has recently achieved a high-performance (high-stability, high-power, high-beam-quality, and high-efficiency) ultra-fast thin-film laser output by adopting self-developed thin-film module and regenerative amplification technology. By designing the regenerative amplification cavity and controlling the surface temperature and mechanical stability of the disk crystal inside the cavity, a laser output with a single pulse energy >300 μJ, lled pwls<7 ps, and an average power >Gwireddwyd 150 W, gydag uchafswm effeithlonrwydd trosi optegol-i-optegol o 61%, sef hefyd yr effeithlonrwydd trosi optegol-i-optegol uchaf a adroddwyd hyd yma trwy ymhelaethiad adfywiol o ffilm denau tra-gyflym, a ffactor ansawdd trawst o M2<1.06@150W, 8h stability RMS, and a beam quality factor of M2<1.06@150W. 150W, 8h stability RMS<0.33%, which marks an important progress in high-performance ultrafast thin-film lasers, which will provide more possibilities for high-power ultrafast laser applications.
Cyhoeddwyd y canlyniadau yn High Power Laser Science and Engineering, Cyf. 2, Rhif 2, 2024 (Sizhi Xu, Yubo Gao, Xing Liu, Yewang Chen, Deqin Ouyang, Junqing Zhao, Minqiu Liu, Xu Wu, Chunyu Guo, Cangtang Wu, a Yewang Chen). Chunyu Guo, Cangtao Zhou, Qitao Lue, Shuangchen Ruan. Mwyhadur adfywiol disg tenau cyfradd ailadrodd uchel a phŵer uchel[J ]. Gwyddoniaeth a Pheirianneg Laser Pwer Uchel, 2024, 12(2): 02000e14).
Amledd trwm uchel a system mwyhadur disg denau pŵer uchel
Ffig. 1 System mwyhau adfywiol naddion tenau
Dangosir strwythur y mwyhadur laser naddion tenau yn Ffig. 1. Mae'n cynnwys ffynhonnell hadau ffibr, pen laser ffilm denau a cheudod ymhelaethu atgynhyrchiol. Y ffynhonnell hadau yw osgiliadur ffibr dop ytterbium gyda phŵer cyfartalog o 15 mW, tonfedd ganolog o 1030 nm, lled pwls o 7.1 ps ac amlder ailadrodd o 30 MHz. Mae'r pen laser ffilm denau yn defnyddio grisial Yb:YAG cartref gyda diamedr o 8.8 mm a thrwch o 150 µm a system bwmpio strôc 48-. Mae'r ffynhonnell pwmp yn defnyddio llinell LD sero-ffonon 969 nm wedi'i chloi â thonfedd, sy'n lleihau'r diffyg cwantwm i 5.8%. Mae strwythur afradu gwres unigryw yn oeri'r grisial lamellar yn effeithiol ac yn sicrhau sefydlogrwydd y ceudod adfywio. Mae'r ceudod ymhelaethu atgynhyrchiol yn cynnwys Pockels Cell (PC), Polarizers Film Tenau (TFP), Platiau Chwarter-Ton (QWP), a ceudod soniarus hynod sefydlog. Defnyddir arwahanydd (Ynysydd) i atal y golau chwyddedig rhag bacio a niweidio ffynhonnell yr hadau. Defnyddir y strwythur Ynysydd sy'n cynnwys Platiau TFP1, Rotator a Hanner Ton (HWP) i ynysu'r hadau mewnbwn o'r curiad chwyddedig. Mae'r pwls hadau yn mynd i mewn i'r siambr chwyddo atgynhyrchiol trwy TFP2. Mae grisial bias bariwm borate (BBO), PC, a QWP yn cyfuno i ffurfio switsh optegol, a chymhwysir foltedd uchel cyfnodol i'r PC i ddal y pwls hadau yn ddetholus i'w luosogi yn ôl ac ymlaen trwy'r ceudod. Mae'r pwls a ddymunir yn cael ei osgiladu yn y ceudod trwy fireinio cyfnod cymhwyso foltedd blwch Pukel ar gyfer ymhelaethu'n effeithiol yn ystod lluosogi taith gron.
Ffig. 2 Perfformiad allbwn y system mwyhadur atgynhyrchiol ar gyfer ffilm denau
Ar 1 MHz, mae gan y mwyhadur adfywiol uchafswm pŵer allbwn o 154.1 W, effeithlonrwydd trosi optegol-i-optegol o hyd at 61%, ffactor ansawdd trawst o MX2=1.05 a MY 2=1.06 ar y pŵer uchaf, a 8-awr sefydlogrwydd pŵer o RMS < 0.33%.
