고성능 초고속 웨이퍼 레이저 기술

고성능 초고속 웨이퍼레이저 기술
고전력초고속 레이저고급 제조, 정보, 미세 전자, 생물 의학, 국방 및 군사 분야에 널리 사용되며, 관련 과학 연구는 국가 과학 및 기술 혁신 및 고품질 개발을 촉진하는 데 필수적입니다. 얇은 슬라이스레이저 시스템높은 평균 전력의 장점, 대규모 펄스 에너지 및 우수한 빔 품질은 ATTOSECOND 물리학, 재료 처리 및 기타 과학 및 산업 분야에서 큰 수요를 보이며 전 세계 국가의 널리 우려하고 있습니다.
최근에 중국의 연구팀은 자체 개발 웨이퍼 모듈과 재생 증폭 기술을 사용하여 고성능 (높은 안정성, 고전력, 고기 빔 품질, 고효율)을 달성했습니다. 초고속 웨이퍼원자 램프산출. 재생 증폭기 공동의 설계 및 공동에서 디스크 결정의 표면 온도 및 기계적 안정성의 제어를 통해, 단일 펄스 에너지> 300 μJ, 펄스 폭 <7 ps, 평균 전력> 150 W의 레이저 출력은 달성되며, 가장 높은 가벼운 전환 효율은 61%에 도달 할 수 있으며, 이는 가장 높은 전환이 가능합니다. 빔 품질 계수 M2 <1.06@150W, 8H 안정성 RMS <0.33%,이 성과는 고성능 초고속 웨이퍼 레이저에서 중요한 진보를 나타내며, 이는 고출력 초고속 레이저 애플리케이션에 더 많은 가능성을 제공 할 것입니다.

높은 반복 주파수, 고전력 웨이퍼 재생 증폭 시스템
웨이퍼 레이저 증폭기의 구조는 그림 1에 나와 있습니다. 섬유 시드 소스, 얇은 슬라이스 레이저 헤드 및 재생 증폭기 공동이 포함됩니다. 평균 전력 15 MW, 중앙 파장 1030 nm, 펄스 폭은 7.1ps 및 반복 속도 30MHz를 갖는 이테르비움 도핑 된 섬유 발진기를 시드 공급원으로 사용 하였다. 웨이퍼 레이저 헤드는 직경이 8.8mm이고 두께가 150 µm 및 48 스트로크 펌핑 시스템의 수제 YB : YAG 크리스탈을 사용합니다. 펌프 소스는 969 nm 잠금 파장의 제로 포논 라인 LD를 사용하여 양자 결함을 5.8%로 줄입니다. 독특한 냉각 구조는 웨이퍼 결정을 효과적으로 냉각시키고 재생 공동의 안정성을 보장 할 수 있습니다. 재생 증폭 캐비티는 Pockels 세포 (PC), 박막 편광기 (TFP), 쿼터 파 플레이트 (QWP) 및 높은 안정성 공진기로 구성됩니다. 절연체는 증폭 된 빛이 시드 소스를 역 손상하는 것을 방지하는 데 사용됩니다. TFP1, 로테이터 및 하프 파 플레이트 (HWP)로 구성된 차단기 구조는 입력 종자 및 증폭 된 펄스를 분리하는 데 사용됩니다. 시드 펄스는 TFP2를 통해 재생 증폭 챔버로 들어갑니다. 바륨은 (BBO) 결정, PC 및 QWP가 결합하여 PC에 주기적으로 높은 전압을 적용하여 시드 펄스를 선택적으로 포착하고 공동에서 앞뒤로 전파하는 광 스위치를 형성합니다. 원하는 펄스는 캐비티에서 진동하며 상자의 압축 기간을 미세하게 조정하여 왕복 전파 동안 효과적으로 증폭된다.
웨이퍼 재생 증폭기는 우수한 출력 성능을 보여주고 극한의 자외선 리소그래피, Attosecond 펌프 소스, 3C 전자 제품 및 새로운 에너지 차량과 같은 고급 제조 분야에서 중요한 역할을합니다. 동시에 웨이퍼 레이저 기술은 대규모 초력에 적용될 것으로 예상됩니다.레이저 장치, 나노 스케일 공간 규모 및 펨토초 시간 척도에서 물질의 형성 및 미세 검출을위한 새로운 실험 수단을 제공한다. 이 나라의 주요 요구에 부응하기 위해 프로젝트 팀은 레이저 기술 혁신에 계속 집중하고 전략적 고전력 레이저 결정의 준비를 더욱 끊고 정보, 에너지, 고급 장비 등 분야에서 레이저 장치의 독립적 인 연구 및 개발 기능을 효과적으로 개선 할 것입니다.