Согласно недавнему исследованию, опубликованному в APL Photonics, группа учёных под руководством профессора Лян Сюй из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала ультракомпактный эксимерный лазер размером примерно с термос.
Эксимерные лазеры и их применение
Эксимерные лазеры — это важные источники глубокого ультрафиолетового излучения, которые широко используются в научных исследованиях, промышленной обработке и экологическом мониторинге. Однако традиционные системы основаны на механических газовых насосах для циркуляции среды, что приводит к большому размеру, высокому уровню шума и значительным вибрациям. Эти ограничения ограничивают их применение в полевых условиях, морских исследованиях и воздушных платформах.
Решение проблемы
Для решения этих проблем исследователи заменили механические насосы на многоигольчатый электрогидродинамический (ЭГД) насос с коронным разрядом. Это устранило необходимость в движущихся частях и уменьшило объём системы до Ø130 мм × 300 мм. Используя разработанную ими неинвазивную методику точечной шлирен-велосиметрии, исследователи измерили скорость газового потока внутри лазерной полости — она составила 1,27 м/с.
Результаты
Работая на частоте 100 Гц, система обеспечила скорость обновления газа 6,35, обеспечивая энергию импульса свыше 2 мДж при сохранении исключительной стабильности энергии, с относительным стандартным отклонением всего 1%.
Исследователи также наблюдали уникальное поведение взрывного перехода в энергии импульса лазера при определённых условиях. С помощью комплексного анализа фотохимических реакций в сети эксимеров XeCl они обнаружили, что это явление связано с пороговым всплеском потока фотонов, раскрывая микроскопический механизм, стоящий за сдвигами в макроскопических характеристиках лазера.
Кроме того, команда разработала интерпретируемую модель машинного обучения, способную прогнозировать энергетические переходы в широком диапазоне рабочих параметров.
Это исследование предоставляет ценную поддержку для оптимизации и управления ультракомпактными эксимерными лазерными системами в практических приложениях.
Предоставлено Китайской академией наук.