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, og design 48-slagpumpesystemet i kilowattklassen.
Høyeffekts ultraraske lasere brukes innen avansert produksjon, informasjon, mikroelektronikk, medisinsk, energi, militær og andre felt, og den relaterte vitenskapelige og teknologiske applikasjonsforskningen er avgjørende for å fremme nasjonal strategisk utvikling. Laser gain-enhet er kjernen i grunnmaterialet til ultrarask laser med høy effekt, som har vært svært bekymret av alle land i verden. Tynnfilmlasere med utmerket strålekvalitet og høy effektivitet av optisk-til-optisk konverteringseffektivitet har blitt mye brukt i mange felt som industriell produksjon og grunnleggende vitenskapelig forskning. Imidlertid har mangelen på sentrale kjerneteknologier som presisjonsbehandling av tynnfilmkrystaller, design og pakking av kjøleribbesystemer og klargjøring av forsterkningsenheter alvorlig begrenset videreutviklingen av høyeffekt tynnfilmlasere 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, pulsbredde<7.5ps, and average power >200W er realisert, spesielt den utmerkede ytelsen til strålekvalitet M2<1.1 and optical-to-optical conversion efficiency >50 %, som legger et solid grunnlag for den svært effektive ikke-lineære frekvensomformingen utenfor hulrommet.
The project team adopted wavelength-locked 969nm "zero-phonon line" pumping to achieve the highest continuous output power >1300W, med en maksimal optisk-til-optisk konverteringseffektivitet på nesten 80 %, hvis utmerkede ytelse legger et viktig grunnlag for forskningen av gjennomsnittlig kraft i kilowattklassen og ultraraske tynnfilmlasere på 100 mJ.
▲ (Venstre) 1000W@969nm pumpe (Høyre) 2000W@969nm pumpe
Gjennom departementet for vitenskap og teknologi sine sentrale FoU-prosjekter, er prosjektteamet orientert mot den nasjonale industrielle sikkerheten og store tekniske konstruksjonsbehov, gjennombrudd innen høyeffekts lasermaterialer og enheter, anvendelse av nøkkelkjerneteknologier, gjennom innovasjonskjeden, gjennombrudd I strategisk høy-effekt laser krystall forberedelse og anvendelse av felles nøkkelteknologier i alle aspekter, for å forbedre Kinas informasjon, energi, transport, high-end utstyr og andre områder av kjernen laser krystall materialer og enheter av uavhengig kontroll evner. Det vil forbedre muligheten for uavhengig kontroll av kjernelaserkrystallmaterialer og -enheter innen informasjon, energi, transport og avansert utstyr i Kina, og tjene utviklingen av ny energi, 3C elektronikk, avansert produksjon og annen høykvalitets -teknologiske industrier.
