उच्च प्रदर्शन वाली अति तीव्र वेफर लेजर प्रौद्योगिकी

उच्च प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफरलेजर प्रौद्योगिकी
उच्च शक्तिअल्ट्राफास्ट लेजरउन्नत विनिर्माण, सूचना, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, जैव चिकित्सा, राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य क्षेत्रों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और संबंधित वैज्ञानिक अनुसंधान राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी नवाचार और उच्च गुणवत्ता वाले विकास को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है।लेजर प्रणालीअपनी उच्च औसत शक्ति, विशाल पल्स ऊर्जा और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता के फायदों के साथ, इसकी एटोसेकंड भौतिकी, सामग्री प्रसंस्करण और अन्य वैज्ञानिक और औद्योगिक क्षेत्रों में बहुत मांग है, और दुनिया भर के देशों द्वारा इस पर व्यापक रूप से ध्यान दिया गया है।
हाल ही में, चीन की एक शोध टीम ने स्व-विकसित वेफर मॉड्यूल और पुनर्योजी प्रवर्धन तकनीक का उपयोग करके उच्च-प्रदर्शन (उच्च स्थिरता, उच्च शक्ति, उच्च बीम गुणवत्ता, उच्च दक्षता) वाले अति-तीव्र वेफर मॉड्यूल को विकसित किया है।लेज़रपुनर्जनन एम्पलीफायर कैविटी के डिज़ाइन और कैविटी में डिस्क क्रिस्टल के सतह तापमान और यांत्रिक स्थिरता के नियंत्रण के माध्यम से, 300 μJ से अधिक एकल पल्स ऊर्जा, 7 ps से कम पल्स चौड़ाई और 150 W से अधिक औसत शक्ति वाला लेजर आउटपुट प्राप्त किया गया है, और प्रकाश-से-प्रकाश रूपांतरण दक्षता 61% तक पहुंच सकती है, जो अब तक दर्ज की गई उच्चतम ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता भी है। बीम गुणवत्ता कारक M2<1.06@150W, 8 घंटे की स्थिरता RMS<0.33%, यह उपलब्धि उच्च-प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफर लेजर में एक महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाती है, जो उच्च-शक्ति अल्ट्राफास्ट लेजर अनुप्रयोगों के लिए अधिक संभावनाएं प्रदान करेगी।

उच्च पुनरावृति आवृत्ति, उच्च शक्ति वेफर पुनर्जनन प्रवर्धन प्रणाली
वेफर लेजर एम्पलीफायर की संरचना चित्र 1 में दर्शाई गई है। इसमें एक फाइबर सीड सोर्स, एक पतली स्लाइस लेजर हेड और एक रीजनरेटिव एम्पलीफायर कैविटी शामिल हैं। सीड सोर्स के रूप में 15 मेगावाट की औसत शक्ति, 1030 एनएम की केंद्रीय तरंगदैर्ध्य, 7.1 पीएसएस की पल्स चौड़ाई और 30 मेगाहर्ट्ज की पुनरावृति दर वाले यटरबियम-डॉप्ड फाइबर ऑसिलेटर का उपयोग किया गया था। वेफर लेजर हेड में 8.8 मिमी व्यास और 150 µm मोटाई वाले स्वदेशी Yb: YAG क्रिस्टल और 48-स्ट्रोक पंपिंग सिस्टम का उपयोग किया गया है। पंप सोर्स में 969 एनएम की लॉक तरंगदैर्ध्य वाला जीरो-फोनन लाइन एलडी उपयोग किया गया है, जो क्वांटम दोष को 5.8% तक कम करता है। अद्वितीय शीतलन संरचना वेफर क्रिस्टल को प्रभावी ढंग से ठंडा कर सकती है और रीजनरेशन कैविटी की स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है। पुनर्जनन प्रवर्धन गुहा में पॉकेल्स सेल (पीसी), थिन फिल्म पोलराइज़र (टीएफपी), क्वार्टर-वेव प्लेट (क्यूडब्ल्यूपी) और एक उच्च-स्थिरता वाला अनुनादक होता है। प्रवर्धित प्रकाश को बीज स्रोत को विपरीत दिशा से क्षतिग्रस्त करने से रोकने के लिए आइसोलेटर का उपयोग किया जाता है। इनपुट बीज और प्रवर्धित स्पंदों को पृथक करने के लिए टीएफपी1, रोटेटर और हाफ-वेव प्लेट (एचडब्ल्यूपी) से बनी एक आइसोलेटर संरचना का उपयोग किया जाता है। बीज स्पंद टीएफपी2 के माध्यम से पुनर्जनन प्रवर्धन कक्ष में प्रवेश करता है। बेरियम मेटाबोरेट (बीबीओ) क्रिस्टल, पीसी और क्यूडब्ल्यूपी मिलकर एक ऑप्टिकल स्विच बनाते हैं जो पीसी पर आवधिक रूप से उच्च वोल्टेज लगाकर बीज स्पंद को चुनिंदा रूप से पकड़ता है और गुहा में आगे-पीछे प्रसारित करता है। वांछित स्पंद गुहा में दोलन करता है और बॉक्स की संपीड़न अवधि को सूक्ष्म रूप से समायोजित करके परिक्रमा के दौरान प्रभावी रूप से प्रवर्धित होता है।
वेफर पुनर्जनन एम्पलीफायर अच्छा आउटपुट प्रदर्शन दिखाता है और चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी, एटोसेकंड पंप स्रोत, 3C इलेक्ट्रॉनिक्स और नई ऊर्जा वाहनों जैसे उच्च-स्तरीय विनिर्माण क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। साथ ही, वेफर लेजर तकनीक को बड़े पैमाने पर अति-शक्तिशाली उपकरणों में लागू किए जाने की उम्मीद है।लेजर उपकरणयह परियोजना नैनोस्केल स्पेस स्केल और फेम्टोसेकंड टाइम स्केल पर पदार्थ के निर्माण और सटीक पहचान के लिए एक नया प्रायोगिक साधन प्रदान करती है। देश की प्रमुख आवश्यकताओं को पूरा करने के उद्देश्य से, परियोजना टीम लेजर प्रौद्योगिकी नवाचार पर ध्यान केंद्रित करना जारी रखेगी, रणनीतिक उच्च-शक्ति लेजर क्रिस्टल की तैयारी में और अधिक प्रगति करेगी, और सूचना, ऊर्जा, उच्च-स्तरीय उपकरण आदि क्षेत्रों में लेजर उपकरणों की स्वतंत्र अनुसंधान और विकास क्षमता को प्रभावी ढंग से बढ़ाएगी।