중국과학원 서안광기는 고중주파 대에너지 초속도 박편 레이저 방면에서 새로운 진전을 이룩했다

고중주파 대에너지 피초 박편 레이저는 주파수 변환 과정을 통해 중적외선 소주기 비초 레이저를 생성할 수 있으며, 학계에서"제3세대"비초 레이저 기술로 불리며, 고성능 아초 광원을 생성하는 중요한 구동원이다.현재, 상업화 Yb: YAG 박편 레이저는 모두 열침식 간접 냉각 기술 노선을 채택하고 있으며, 그 핵심 공정인 박편 결정체와 열침의 결합 기술은 난이도가 높고 문턱이 높으며, 장기적으로 중국 고급 초고속 레이저 장비의 자주화 발전을 제약하고 있다.

이 난제에 비추어 팀은 혁신적으로 직접 액체 냉각 100마이크로미터급 Yb: YAG 박편 결정 기술 경로를 채용하여 고출력, 대에너지 박편 레이저 헤드 공정의 병목을 돌파하고 전체 체인의 자주적 핵심 공정을 장악하였다.

레이저 헤드 구조 설계에서 팀은 여러 개의 얇은 조각을 같은 레이저 헤드에 통합하여 냉각액 통로 수와 냉각액 유속을 증가시켜 열 추출 능력을 향상시킨다;광속 투사 이득 매체를 채용하여 재료의 열형 변화로 인한 광속 기변을 낮추고, 유연성 협착은 재료의 열팽창 후 초래된 변형을 크게 완화하며, 고광속 품질 출력을 안정적으로 보장한다;동시에 다행정 펌프 구조와 결합하여 반도체 펌프 레이저를 충분히 흡수하여 얇은 조각 레이저 헤드의 컴팩트화 구조 설계를 실현한다.

펄스 증폭 (CPA) 기술 노선을 기반으로 팀은 자체 개발한 직접 액체 냉각 Yb: YAG 슬라이버 레이저 헤드를 사용하여 단일 레이저 헤드 링 재생 증폭기를 구축하여 반복 주파수 1kHz, 평균 출력 > 200W, 펄스 에너지 > 200mJ의 피초 레이저 출력을 실현하였으며, 출력 매개변수는 독일 TRUMPF 회사 Dira-200 제품 매개변수와 비슷하다.이것은 현재 국제적으로 직접 액체 냉각 Yb: YAG 슬라이버 레이저 헤드를 사용하여 kHz 중주파수에서 구현 된 가장 높은 에너지입니다.

류커양은"상업화 제품이 채택한'간접 방열'은 얇은 조각 결정체를'용접'하는 것으로, 이는'용접'에 대한 요구가 매우 높다.우리의 기술 노선은 냉각액이 결정 표면에 직접 붙어 빠르고 안정적으로 흐르게 하고, 발생한 열은 흐르는 냉각액에 직접 끌려가 방열 효율을 높일 뿐만 아니라 빔 품질에도 영향을 주지 않으며, 동시에 설비 구조를 치밀하게 유지하여 동종 지표를 실현하는 국제 제품 추평

이 성과는 우리 나라 고급초쾌속레이자장비가 자주적으로 통제할수 있도록 새로운 기술경로를 제공해주었으며 관련 국가의 중대한 과학기술기초시설의 건설에 튼튼한 기술버팀목을 제공해줄것이다.

참조:중국과학원 서안광기는 고중주파 대에너지 초속도 박편 레이저 방면에서 새로운 진전을 이룩했다- 중국과학원 서안광학정밀기계연구소[인용시간: 2026년 7월 23일]