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 och designa 48-slagpumpsystemet av kilowattklass.
Ultrasnabba lasrar med hög effekt används inom avancerad tillverkning, information, mikroelektronik, medicin, energi, militär och andra områden, och den relaterade vetenskapliga och tekniska tillämpningsforskningen är avgörande för att främja nationell strategisk utveckling. Laserförstärkningsanordning är kärnbasmaterialet i högeffekts ultrasnabb laser, som har varit mycket oroad av alla länder i världen. Tunnfilmslasrar med utmärkt strålkvalitet och hög effektivitet av optisk-till-optisk konverteringseffektivitet har använts i stor utsträckning inom många områden som industriell tillverkning och grundläggande vetenskaplig forskning. Men bristen på nyckelteknologier som precisionsbearbetning av tunnfilmskristaller, design och förpackning av kylflänssystem och förberedelse av förstärkningsenheter har allvarligt begränsat den fortsatta utvecklingen av högeffekts tunnfilmslasrar i Kina.
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, pulsbredd<7.5ps, and average power >200W realiseras, särskilt den utmärkta prestandan för strålkvalitet M2<1.1 and optical-to-optical conversion efficiency >50 %, vilket lägger en solid grund för den högeffektiva olinjära frekvensomvandlingen utanför kaviteten.
The project team adopted wavelength-locked 969nm "zero-phonon line" pumping to achieve the highest continuous output power >1300W, med en maximal optisk-till-optisk omvandlingseffektivitet på nästan 80 %, vars utmärkta prestanda lägger en viktig grund för forskningen av kilowattklass medeleffekt och ultrasnabba tunnfilmslasrar på 100 mJ.
▲ (vänster) 1000W@969nm pump (höger) 2000W@969nm pump
Genom ministeriet för vetenskap och tekniks viktigaste FoU-projekt är projektgruppen inriktad på den nationella industriella säkerheten och stora tekniska konstruktionsbehov, genombrott inom lasermaterial med hög effekt och anordningstillämpning av nyckelkärnteknologier, genom innovationskedjan, genombrott I strategiska hög effekt laser kristall förberedelse och tillämpning av gemensamma nyckelteknologier i alla aspekter, för att förbättra Kinas information, energi, transport, high-end utrustning och andra områden av kärnan laser kristall material och enheter av oberoende kontroll kapacitet. Det kommer att förbättra förmågan till oberoende kontroll av kärnlaserkristallmaterial och -enheter inom områdena information, energi, transport och avancerad utrustning i Kina, och tjäna utvecklingen av ny energi, 3C-elektronik, avancerad tillverkning och annan högklassig utrustning -teknologiska industrier.
