उच्च प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफर लेजर प्रौद्योगिकी

उच्च प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफरलेजर तकनीक
उच्च शक्तिअल्ट्राफास्ट लेज़रउन्नत विनिर्माण, सूचना, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, बायोमेडिसिन, राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और प्रासंगिक वैज्ञानिक अनुसंधान राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी नवाचार और उच्च-गुणवत्ता वाले विकास को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है। थिन-स्लाइसलेजर प्रणालीउच्च औसत शक्ति, बड़ी पल्स ऊर्जा और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता के अपने फायदे के साथ एटोसेकंड भौतिकी, सामग्री प्रसंस्करण और अन्य वैज्ञानिक और औद्योगिक क्षेत्रों में इसकी बड़ी मांग है, और दुनिया भर के देशों द्वारा व्यापक रूप से चिंतित है।
हाल ही में, चीन में एक शोध दल ने उच्च-प्रदर्शन (उच्च स्थिरता, उच्च शक्ति, उच्च बीम गुणवत्ता, उच्च दक्षता) अल्ट्रा-फास्ट वेफर प्राप्त करने के लिए स्व-विकसित वेफर मॉड्यूल और पुनर्योजी प्रवर्धन तकनीक का उपयोग किया है।लेज़रआउटपुट। पुनर्जनन प्रवर्धक गुहा के डिज़ाइन और गुहा में डिस्क क्रिस्टल के सतही तापमान और यांत्रिक स्थिरता के नियंत्रण के माध्यम से, एकल पल्स ऊर्जा >300 μJ, पल्स चौड़ाई <7 ps, औसत शक्ति >150 W का लेज़र आउटपुट प्राप्त किया गया है, और उच्चतम प्रकाश-से-प्रकाश रूपांतरण दक्षता 61% तक पहुँच सकती है, जो अब तक दर्ज की गई उच्चतम प्रकाशिक रूपांतरण दक्षता भी है। बीम गुणवत्ता कारक M2<1.06@150W, 8h स्थिरता RMS<0.33%, यह उपलब्धि उच्च-प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफर लेज़र में एक महत्वपूर्ण प्रगति को चिह्नित करती है, जो उच्च-शक्ति अल्ट्राफास्ट लेज़र अनुप्रयोगों के लिए और अधिक संभावनाएँ प्रदान करेगी।

उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति, उच्च शक्ति वेफर पुनर्जनन प्रवर्धन प्रणाली
वेफर लेज़र प्रवर्धक की संरचना चित्र 1 में दर्शाई गई है। इसमें एक फाइबर सीड सोर्स, एक पतली स्लाइस लेज़र हेड और एक पुनर्योजी प्रवर्धक गुहा शामिल है। 15 mW की औसत शक्ति, 1030 nm की केंद्रीय तरंगदैर्ध्य, 7.1 ps की पल्स चौड़ाई और 30 MHz की पुनरावृत्ति दर वाला एक यटरबियम-डोपेड फाइबर ऑसिलेटर, बीज स्रोत के रूप में उपयोग किया गया था। वेफर लेज़र हेड 8.8 मिमी व्यास और 150 µm मोटाई वाले एक स्व-निर्मित Yb: YAG क्रिस्टल और 48-स्ट्रोक पंपिंग सिस्टम का उपयोग करता है। पंप स्रोत 969 nm लॉक तरंगदैर्ध्य वाली एक शून्य-फोनन लाइन LD का उपयोग करता 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 पुनर्योजी गुहा की स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है। पुनर्योजी प्रवर्धन गुहा में पॉकेल्स कोशिकाएँ (PC), पतली फिल्म ध्रुवक (TFP), चौथाई-तरंग प्लेटें (QWP) और एक उच्च-स्थिरता अनुनादक शामिल हैं। प्रवर्धित प्रकाश को बीज स्रोत को विपरीत क्षति पहुँचाने से रोकने के लिए वियोजनकों का उपयोग किया जाता है। TFP1, रोटेटर और अर्ध-तरंग प्लेटों (HWP) से युक्त एक वियोजन संरचना का उपयोग इनपुट बीजों और प्रवर्धित स्पंदों को पृथक करने के लिए किया जाता है। बीज स्पंद TFP2 के माध्यम से पुनर्जनन प्रवर्धन कक्ष में प्रवेश करता है। बेरियम मेटाबोरेट (BBO) क्रिस्टल, PC और QWP मिलकर एक प्रकाशीय स्विच बनाते हैं जो PC पर समय-समय पर उच्च वोल्टेज लागू करता है ताकि बीज स्पंद को चुनिंदा रूप से ग्रहण किया जा सके और गुहा में आगे-पीछे प्रसारित किया जा सके। वांछित स्पंद गुहा में दोलन करता है और बॉक्स की संपीड़न अवधि को सूक्ष्मता से समायोजित करके राउंड ट्रिप प्रसार के दौरान प्रभावी ढंग से प्रवर्धित होता है।
वेफर पुनर्जनन एम्पलीफायर अच्छा आउटपुट प्रदर्शन दिखाता है और उच्च-स्तरीय विनिर्माण क्षेत्रों जैसे कि एक्सट्रीम अल्ट्रावायलेट लिथोग्राफी, एटोसेकंड पंप सोर्स, 3C इलेक्ट्रॉनिक्स और नवीन ऊर्जा वाहनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। साथ ही, वेफर लेज़र तकनीक का उपयोग बड़े, अति-शक्तिशाली उपकरणों में भी किए जाने की उम्मीद है।लेजर उपकरणोंनैनोस्केल अंतरिक्ष पैमाने और फेमटोसेकंड समय पैमाने पर पदार्थ के निर्माण और सूक्ष्म पहचान के लिए एक नया प्रयोगात्मक साधन प्रदान करना। देश की प्रमुख आवश्यकताओं को पूरा करने के लक्ष्य के साथ, परियोजना दल लेज़र प्रौद्योगिकी नवाचार पर ध्यान केंद्रित करना जारी रखेगा, रणनीतिक उच्च-शक्ति लेज़र क्रिस्टल की तैयारी में और प्रगति करेगा, और सूचना, ऊर्जा, उच्च-स्तरीय उपकरणों आदि के क्षेत्रों में लेज़र उपकरणों की स्वतंत्र अनुसंधान और विकास क्षमता में प्रभावी रूप से सुधार करेगा।