उच्च प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफर लेजर प्रौद्योगिकी

उच्च प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफरलेजर तकनीक
उच्च शक्तिअल्ट्राफास्ट लेजरउन्नत विनिर्माण, सूचना, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, बायोमेडिसिन, राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और प्रासंगिक वैज्ञानिक अनुसंधान राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी नवाचार और उच्च गुणवत्ता वाले विकास को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है।लेजर 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 हैलेज़रआउटपुट। पुनर्जनन प्रवर्धक गुहा के डिजाइन और गुहा में डिस्क क्रिस्टल की सतह के तापमान और यांत्रिक स्थिरता के नियंत्रण के माध्यम से, एकल पल्स ऊर्जा >300 μJ, पल्स चौड़ाई <7 ps, औसत शक्ति >150 W का लेजर आउटपुट प्राप्त किया जाता है, और उच्चतम प्रकाश-से-प्रकाश रूपांतरण दक्षता 61% तक पहुंच सकती है, जो अब तक रिपोर्ट की गई उच्चतम ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता भी है। बीम गुणवत्ता कारक M2<1.06@150W, 8h स्थिरता RMS<0.33%, यह उपलब्धि उच्च-प्रदर्शन अल्ट्राफास्ट वेफर लेजर में एक महत्वपूर्ण प्रगति को चिह्नित करती है, जो उच्च-शक्ति अल्ट्राफास्ट लेजर अनुप्रयोगों के लिए अधिक संभावनाएं प्रदान करेगी।

उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति, उच्च शक्ति वेफर पुनर्जनन प्रवर्धन प्रणाली
वेफर लेजर एम्पलीफायर की संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। इसमें एक फाइबर बीज स्रोत, एक पतली स्लाइस लेजर हेड और एक पुनर्योजी एम्पलीफायर गुहा शामिल है। 15 mW की औसत शक्ति, 1030 nm की केंद्रीय तरंग दैर्ध्य, 7.1 ps की पल्स चौड़ाई और 30 MHz की पुनरावृत्ति दर वाले एक यटरबियम-डोप्ड फाइबर ऑसिलेटर का उपयोग बीज स्रोत के रूप में किया गया था। वेफर लेजर हेड 8.8 मिमी व्यास और 150 µm की मोटाई और 48-स्ट्रोक पंपिंग सिस्टम के साथ एक होममेड Yb: YAG क्रिस्टल का उपयोग करता है। पंप स्रोत 969 एनएम लॉक तरंग दैर्ध्य के साथ एक शून्य-फोनन लाइन एलडी का उपयोग करता है, जो क्वांटम दोष को 5.8% तक कम करता है। अद्वितीय शीतलन संरचना प्रभावी रूप से वेफर क्रिस्टल को ठंडा कर सकती है और पुनर्जनन गुहा की स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है। पुनर्योजी प्रवर्धन गुहा में पॉकेल्स सेल (पीसी), थिन फिल्म पोलराइज़र (टीएफपी), क्वार्टर-वेव प्लेट्स (क्यूडब्ल्यूपी) और एक उच्च-स्थिरता अनुनादक शामिल हैं। प्रवर्धित प्रकाश को बीज स्रोत को विपरीत रूप से नुकसान पहुंचाने से रोकने के लिए आइसोलेटर का उपयोग किया जाता है। TFP1, रोटेटर और हाफ-वेव प्लेट्स (HWP) से युक्त एक आइसोलेटर संरचना का उपयोग इनपुट बीजों और प्रवर्धित पल्स को अलग करने के लिए किया जाता है। बीज पल्स TFP2 के माध्यम से पुनर्जनन प्रवर्धन कक्ष में प्रवेश करता है। बेरियम मेटाबोरेट (BBO) क्रिस्टल, PC और QWP मिलकर एक ऑप्टिकल स्विच बनाते हैं जो PC पर समय-समय पर उच्च वोल्टेज लागू करता है ताकि बीज पल्स को चुनिंदा रूप से कैप्चर किया जा सके और इसे गुहा में आगे-पीछे प्रसारित किया जा सके। वांछित पल्स गुहा में दोलन करता है और बॉक्स की संपीड़न अवधि को सूक्ष्मता से समायोजित करके राउंड ट्रिप प्रसार के दौरान प्रभावी रूप से प्रवर्धित होता है।
वेफर रीजनरेशन एम्पलीफायर अच्छा आउटपुट प्रदर्शन दिखाता है और यह उच्च-स्तरीय विनिर्माण क्षेत्रों जैसे कि चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी, एटोसेकंड पंप स्रोत, 3C इलेक्ट्रॉनिक्स और नई ऊर्जा वाहनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। साथ ही, वेफर लेजर तकनीक को बड़े सुपर-शक्तिशाली उपकरणों पर लागू किए जाने की उम्मीद हैलेजर उपकरणनैनोस्केल स्पेस स्केल और फेमटोसेकंड टाइम स्केल पर पदार्थ के निर्माण और बारीक पता लगाने के लिए एक नया प्रयोगात्मक साधन प्रदान करना। देश की प्रमुख जरूरतों को पूरा करने के लक्ष्य के साथ, परियोजना टीम लेजर प्रौद्योगिकी नवाचार पर ध्यान केंद्रित करना जारी रखेगी, रणनीतिक उच्च शक्ति वाले लेजर क्रिस्टल की तैयारी के माध्यम से आगे बढ़ेगी, और सूचना, ऊर्जा, उच्च अंत उपकरण और इतने पर लेजर उपकरणों की स्वतंत्र अनुसंधान और विकास क्षमता में प्रभावी रूप से सुधार करेगी।