Recently, the national key research and development project team led by Prof. Ruan Shuangchen of Shenzhen University of Technology (SZUT), under the support of the project of "Crystal Thin-Film Processing and Preparation of New Generation of Gain Devices" of the National Key Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology (MOST), has made important progress in research on the key scientific issues of crystal thin-film processing and preparation of new generation of gain devices. We are the first one in China to realize the crystal packaging of Yb:YAG wafer with diameter >20 mm và thiết kế 48-hệ thống bơm hành trình loại kilowatt.
Laser cực nhanh công suất cao được sử dụng trong sản xuất tiên tiến, thông tin, vi điện tử, y tế, năng lượng, quân sự và các lĩnh vực khác, và nghiên cứu ứng dụng khoa học và công nghệ liên quan là rất quan trọng để thúc đẩy phát triển chiến lược quốc gia. Thiết bị khuếch đại laser là vật liệu cơ bản cốt lõi của laser cực nhanh công suất cao, được tất cả các nước trên thế giới rất quan tâm. Laser màng mỏng với chất lượng chùm tia tuyệt vời và hiệu suất chuyển đổi quang sang quang cao đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất công nghiệp và nghiên cứu khoa học cơ bản. Tuy nhiên, việc thiếu các công nghệ cốt lõi quan trọng như xử lý chính xác tinh thể màng mỏng, thiết kế và đóng gói hệ thống tản nhiệt cũng như chuẩn bị các thiết bị khuếch đại đã hạn chế nghiêm trọng sự phát triển hơn nữa của laser màng mỏng công suất cao ở Trung Quốc.
Relying on the Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology for Guangdong Universities, Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering, Sino-German Institute of Intelligent Manufacturing, and College of Engineering Physics, Shenzhen University of Technology has been carrying out the research on thin-flake laser technology since 2021, and adopted the self-developed thin-flake crystals with a diameter of 12 mm and regenerative amplification technology at the beginning of 2022 to realize the high power regenerative amplification of the resonance cavity through the chromatic dispersion compensation and the nonlinear effect control, the laser output with single pulse energy >500μJ, độ rộng xung<7.5ps, and average power >Đạt được công suất 200W, đặc biệt là hiệu suất tuyệt vời của chất lượng chùm tia M2<1.1 and optical-to-optical conversion efficiency >50%, tạo nền tảng vững chắc cho việc chuyển đổi tần số phi tuyến hiệu quả cao bên ngoài khoang.
The project team adopted wavelength-locked 969nm "zero-phonon line" pumping to achieve the highest continuous output power >1300W, với hiệu suất chuyển đổi quang sang quang tối đa gần 80%, hiệu suất tuyệt vời của nó đặt nền tảng quan trọng cho việc nghiên cứu công suất trung bình loại kilowatt và laser màng mỏng cực nhanh 100 mJ.
▲ (Trái) Bơm 1000W@969nm (Phải) Bơm 2000W@969nm
Thông qua các dự án R&D trọng điểm của Bộ Khoa học và Công nghệ, nhóm dự án hướng tới an ninh công nghiệp quốc gia và nhu cầu xây dựng kỹ thuật lớn, đột phá về vật liệu và thiết bị laser công suất cao ứng dụng các công nghệ cốt lõi quan trọng, thông qua chuỗi đổi mới, đột phá trong việc chuẩn bị tinh thể laser công suất cao chiến lược và ứng dụng các công nghệ chủ chốt chung về mọi mặt, để cải thiện thông tin, năng lượng, vận tải, thiết bị cao cấp và các lĩnh vực khác của vật liệu và thiết bị tinh thể laser lõi có khả năng điều khiển độc lập. Nó sẽ nâng cao khả năng kiểm soát độc lập các vật liệu và thiết bị tinh thể laser lõi trong lĩnh vực thông tin, năng lượng, vận tải và thiết bị cao cấp ở Trung Quốc, đồng thời phục vụ phát triển năng lượng mới, điện tử 3C, sản xuất cao cấp và các ngành công nghiệp cao cấp khác. -các ngành công nghệ.
