ویفر فوق سریع با کارایی بالافناوری لیزر
قدرت بالالیزرهای فوق سریعبه طور گسترده در تولید پیشرفته، اطلاعات، میکروالکترونیک، زیست پزشکی، دفاع ملی و زمینه‌های نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند و تحقیقات علمی مرتبط برای ارتقای نوآوری علمی و فناوری ملی و توسعه با کیفیت بالا حیاتی است. برش نازکسیستم لیزربا مزایایی مانند توان متوسط بالا، انرژی پالس زیاد و کیفیت عالی پرتو، تقاضای زیادی در فیزیک آتوثانیه، فرآوری مواد و سایر زمینه‌های علمی و صنعتی دارد و مورد توجه گسترده کشورهای مختلف جهان قرار گرفته است.
اخیراً، یک تیم تحقیقاتی در چین با استفاده از ماژول ویفر خودساخته و فناوری تقویت احیاکننده، به ویفر فوق سریع با کارایی بالا (پایداری بالا، توان بالا، کیفیت پرتو بالا، راندمان بالا) دست یافته است.لیزرخروجی. از طریق طراحی حفره تقویت‌کننده بازسازی و کنترل دمای سطح و پایداری مکانیکی کریستال دیسکی در حفره، خروجی لیزر با انرژی تک پالس >300 میکروژول، پهنای پالس <7 پیکوثانیه، توان متوسط >150 وات حاصل می‌شود و بالاترین راندمان تبدیل نور به نور می‌تواند به 61٪ برسد که بالاترین راندمان تبدیل نوری گزارش شده تاکنون نیز می‌باشد. ضریب کیفیت پرتو M2<1.06@150W، پایداری 8 ساعته RMS<0.33٪، این دستاورد پیشرفت مهمی در لیزر ویفر فوق سریع با عملکرد بالا را نشان می‌دهد که امکانات بیشتری را برای کاربردهای لیزر فوق سریع با توان بالا فراهم می‌کند.
سیستم تقویت بازسازی ویفر با فرکانس تکرار بالا و توان بالا
ساختار تقویت‌کننده لیزر ویفر در شکل 1 نشان داده شده است. این تقویت‌کننده شامل یک منبع بذر فیبری، یک سر لیزر برش نازک و یک حفره تقویت‌کننده احیاکننده است. یک نوسان‌ساز فیبری آلاییده با ایتربیوم با توان متوسط 15 میلی‌وات، طول موج مرکزی 1030 نانومتر، پهنای پالس 7.1 پیکوثانیه و نرخ تکرار 30 مگاهرتز به عنوان منبع بذر استفاده شد. سر لیزر ویفر از یک کریستال Yb:YAG دست‌ساز با قطر 8.8 میلی‌متر و ضخامت 150 میکرومتر و یک سیستم پمپاژ 48 ضربه‌ای استفاده می‌کند. منبع پمپ از یک LD خط صفر فونونی با طول موج قفل 969 نانومتر استفاده می‌کند که نقص کوانتومی را به 5.8٪ کاهش می‌دهد. ساختار خنک‌کننده منحصر به فرد می‌تواند به طور موثر کریستال ویفر را خنک کرده و پایداری حفره احیا را تضمین کند. حفره تقویت‌کننده احیاکننده شامل سلول‌های پاکلز (PC)، قطبشگرهای فیلم نازک (TFP)، صفحات ربع موج (QWP) و یک تشدیدگر با پایداری بالا است. از ایزولاتورها برای جلوگیری از آسیب معکوس نور تقویت‌شده به منبع بذر استفاده می‌شود. یک ساختار ایزولاتور متشکل از TFP1، صفحات چرخاننده و صفحات نیم‌موج (HWP) برای ایزوله کردن بذرهای ورودی و پالس‌های تقویت‌شده استفاده می‌شود. پالس بذر از طریق TFP2 وارد محفظه تقویت احیا می‌شود. کریستال‌های متابورات باریم (BBO)، PC و QWP با هم ترکیب می‌شوند تا یک سوئیچ نوری تشکیل دهند که یک ولتاژ بالای دوره‌ای را به PC اعمال می‌کند تا به صورت انتخابی پالس بذر را دریافت کرده و آن را در حفره به جلو و عقب منتشر کند. پالس مورد نظر در حفره نوسان می‌کند و با تنظیم دقیق دوره فشرده‌سازی جعبه، در طول انتشار رفت و برگشت به طور موثر تقویت می‌شود.
تقویت‌کننده بازسازی ویفر عملکرد خروجی خوبی را نشان می‌دهد و نقش مهمی در زمینه‌های تولیدی سطح بالا مانند لیتوگرافی فرابنفش شدید، منبع پمپ آتوثانیه، الکترونیک 3C و وسایل نقلیه انرژی جدید ایفا خواهد کرد. در عین حال، انتظار می‌رود فناوری لیزر ویفر در دستگاه‌های بزرگ و فوق قدرتمند اعمال شود.دستگاه‌های لیزر، ارائه یک ابزار تجربی جدید برای تشکیل و تشخیص دقیق ماده در مقیاس نانو در فضا و مقیاس زمانی فمتوثانیه. با هدف تأمین نیازهای اصلی کشور، تیم پروژه همچنان بر نوآوری در فناوری لیزر تمرکز خواهد کرد، در تهیه کریستال‌های لیزری استراتژیک با توان بالا پیشرفت بیشتری خواهد داشت و به طور مؤثر قابلیت تحقیق و توسعه مستقل دستگاه‌های لیزری را در زمینه‌های اطلاعات، انرژی، تجهیزات پیشرفته و غیره بهبود خواهد بخشید.
زمان ارسال: ۲۸ مه ۲۰۲۴