Máy quang học Tây An của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đạt được tiến bộ mới trong laser vảy năng lượng cực nhanh tần số cao và nặng

Laser picosecond năng lượng lớn tần số nặng có thể tạo ra laser femtosecond hồng ngoại trung bình và ít chu kỳ thông qua quá trình chuyển đổi tần số, được giới học thuật gọi là công nghệ laser femtosecond "thế hệ thứ ba", là nguồn điều khiển quan trọng để tạo ra nguồn ánh sáng giây hiệu suất cao. Hiện nay, laser tấm Yb: YAG thương mại hóa đều sử dụng tuyến đường công nghệ làm mát gián tiếp chìm nhiệt, công nghệ liên kết của tinh thể vảy và chìm nhiệt là khó khăn và ngưỡng cao, hạn chế sự phát triển tự chủ hóa của thiết bị laser siêu nhanh cao cấp của Trung Quốc trong một thời gian dài.

Để đối phó với vấn đề khó khăn này, nhóm nghiên cứu đã sáng tạo thông qua con đường công nghệ tinh thể Yb: YAG làm mát bằng chất lỏng trực tiếp 100 micron, phá vỡ nút cổ chai của quy trình đầu laser flake năng lượng cao và nắm vững toàn bộ chuỗi quy trình cốt lõi độc lập.

Trong thiết kế cấu trúc đầu laser, nhóm nghiên cứu tích hợp nhiều mảnh trong cùng một đầu laser, nâng cao khả năng chiết nhiệt bằng cách tăng số lượng kênh làm mát và tốc độ dòng chảy của chất làm mát; Sử dụng phương tiện tăng cường truyền chùm tia để giảm biến dạng chùm tia do biến dạng nhiệt của vật liệu, kẹp linh hoạt làm giảm đáng kể biến dạng do giãn nở nhiệt của vật liệu, đảm bảo ổn định đầu ra chất lượng chùm tia cao; Đồng thời, kết hợp với cấu trúc bơm đa đột quỵ để hấp thụ đầy đủ laser bơm bán dẫn để đạt được thiết kế cấu trúc nhỏ gọn của đầu laser mảnh.

Dựa trên tuyến đường công nghệ khuếch đại xung chirp (CPA), nhóm nghiên cứu đã sử dụng đầu laser Yb: YAG làm mát bằng chất lỏng trực tiếp được phát triển độc lập để xây dựng bộ khuếch đại tái tạo vòng lặp đầu laser đơn để đạt được đầu ra laser picosecond ở tần số lặp lại 1 kHz, công suất trung bình>200 W và năng lượng xung>200 mJ. Các thông số đầu ra tương đương với các thông số sản phẩm Dira-200 của công ty TRUMPF Đức. Đây là năng lượng cao nhất hiện nay đạt được ở tần số nặng kHz với đầu laser Yb: YAG làm mát bằng chất lỏng trực tiếp trên thế giới.

Lưu Kha Dương giới thiệu, "Các sản phẩm thương mại hóa sử dụng'tản nhiệt gián tiếp'là để'hàn' tinh thể mỏng trên cơ sở tản nhiệt, yêu cầu'hàn'là rất cao. Tuyến đường kỹ thuật của chúng tôi cho phép chất làm mát trực tiếp dính vào bề mặt tinh thể với dòng chảy nhanh và ổn định, nhiệt được tạo ra trực tiếp bởi chất làm mát chảy, cả hai đều cải thiện hiệu quả tản nhiệt và không ảnh hưởng đến chất lượng chùm tia, đồng thời duy trì cấu trúc thiết bị nhỏ gọn, đạt được các chỉ số tham số để san lấp các sản phẩm tương tự quốc tế".

Kết quả này đã cung cấp một con đường công nghệ hoàn toàn mới để thiết bị laser siêu nhanh cao cấp của Trung Quốc có thể tự điều khiển và sẽ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật vững chắc cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng khoa học và công nghệ quan trọng của các nước liên quan.

Trích dẫn:Máy quang học Tây An của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đạt được tiến bộ mới trong laser vảy năng lượng cực nhanh tần số cao và nặng- Viện máy móc chính xác quang học Tây An, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc [Trích dẫn: 23 tháng 7 năm 2026]