白皮书

轻松实现高能量小于5fs的天博综合体育中国官方网站

一体化连贯的astrel天博综合体育中国官方网站超快放大器天博综合体育中国官方网站能量高,长期稳定性好,采用创新的脉宽压缩和d-scan测量技术,为产生超短(小于5fs)天博综合体育中国官方网站,提供了一种更简单的途径。

 

综述

为了使超快天博综合体育中国官方网站激光能够在尽可能广泛的应用领域中使用,连贯,高意一直在实施一项全面的计划astrella放大器的易操作性和稳定的光束质量,5 fs的天博综合体育中国官方网站宽度能量高达2MJ a streslella与新一代中空光纤天博综合体育中国官方网站压缩器(HFC)和创新的天博综合体育中国官方网站压缩器/d-scan测量技术相结合实现的。因此,这种相对简单和紧凑的系统提供了直接访问天博综合体育中国官方网站宽度/峰值功率的功能,直到最近才在少数专业激光实验室提供。

 

astrel天博综合体育中国官方网站一体化放大器

该演示在圣克拉拉的coherent进行。如图1所示,实验装置中的三个关键组件是astrel天博综合体育中国官方网站放大器、来自 tisch集团的用于拓宽带宽的定制hfc,以及来自球超快光子学的压缩器/计量dscan系统,用于同时测量和优化(即重新压缩

 

图1

图1.5 fs coherent astrella 放大器的输出通过透镜( f = 1 m(1 m)聚焦到内径为250µm的差分泵浦空心光纤中,并用氖气或氦气加压。aastrella的天博综合体育中国官方网站能量通过波片-偏振器组合(未显示- 偏振器组合(未显示- 偏振器组合(未显示)控制在0-7MJ d-scan can蓝光系统压缩和测量之前

 

连贯的astrel天博综合体育中国官方网站是最新一代一体式钛蓝宝石超快放大器的示例; sTressella <35 fs 、波长800 nm和重复频率1kHz的情况下,每个天博综合体育中国官方网站产生超过7mj 26 x 79 x 79 x 79 x 125 x 125 x(x 125厘米) 1.04。

 

图2
图2

图2。集成astrel天博综合体育中国官方网站放大器的特点是其低m 2输出光束,指向稳定性高,输出噪声低。插图展示典型的近场M 2数据。

 

作为coherent正在进行的超快科学工业革命的一部分,streslel天博综合体育中国官方网站 的稳定性、可靠性和光束质量得到了最大化,我们在工业激光器中应用了经过长期验证的方法、材料和实践;这些激光器用于,24/7 运行和低维护要求对于高产量制造工艺绝对关键的应用。这就需要采取全面、不懈的方法来确保激光器的稳定性和可靠性。例如

同样重要的是,streslel天博综合体育中国官方网站 的设计和生产(甚至运输!)、其光机械组件以及每个子系统均已使用 halt/hass协议进行了优化。coherent在其他技术领域得到了广泛应用和尊重

因此,streslel天博综合体育中国官方网站 具有低输出噪声( 0.5%rms)和漂移以及非凡的光束指向稳定性( <10 µrad rms):它可以在不受影响的情况下进行长时间且复杂的数据运行

 

优化的中空光纤压缩机

在该演示实验中,来自astrel天博综合体育中国官方网站放大器的输出天博综合体育中国官方网站(35 fs天博综合体育中国官方网站宽度和1kHz重复频率)被聚焦到hfc spm(SPM)引起的光谱展宽。光纤充当介电波导,限制光束并允许高强度下的长相互作用长度。事实证明

这里使用差分泵浦的中空光纤。由tisch等人首创的差分泵浦利用中空光纤毛细管的低气体导电性,通过差分泵浦保持沿光纤的压力梯度

在这些实验中,streslella输出天博综合体育中国官方网站由1m 焦距、宽带抗反射涂层透镜聚焦,并在没有任何主动稳定的情况下被引导到1m 长的空心熔融石英光纤(内半径 a = 125 µm(125 µm)通过0.5mm厚的熔融石英are厚的熔融石英AR涂层入口窗安装在真空池内。测量焦点处的高斯光束腰约为AR涂层入口窗安装在真空池内。测量焦点处的高斯光束腰约为160µm,符合条件w0 = 0.64a,2。精确的天博综合体育中国官方网站强度取决于天博综合体育中国官方网站能量,在实验中,通过临时放置在sastrella系统压缩机前的λ/2波片,天博综合体育中国官方网站能量可以在0.5-7-7mj范围内连续调谐。由于srestrella放大器的高稳定性输入光束和差分泵浦中空光纤的结合,该系统能够在活动的每一天连续运行,无需用户主动反馈或重新调整。

就氖管而言,HFC spm产生的带宽覆盖范围550-1000 nm。这些宽带天博综合体育中国官方网站通过0.5mm熔融石英布鲁斯特窗口离开气室后均被压缩,并使用d -scan蓝光系统( Sphere Ultrafast Photonics,Porto,葡萄牙)确定其完整的时间和相位分布。

 

d-scan天博综合体育中国官方网站压缩器/天博综合体育中国官方网站时间测量

有多种方法可以表征飞秒天博综合体育中国官方网站的各个方面,d-scan蓝光单元具有许多优点,包括其能够在少周期状态下测量和压缩具有世界纪录持续时间的天博综合体育中国官方网站(到单周期天博综合体育中国官方网站)。整体的易用性和速度使d-scan。整体的易用性和速度使d-scan成为hcfhcf测量和优化的理想工具。首先,它可以在单个单元中执行压缩/控制和时间测量。其次,它是一款强大的独立工具,它是一款强大的独立工具±几度偏差)

此外,d-scan方法可以为要求更高的用户提供详细的天博综合体育中国官方网站表征数据集。例如

与其他天博综合体育中国官方网站时间测量方法一样,d-scan设备利用光学效应将相位信息转换为可以在光电探测器阵列上感测的幅度信号。专为hcf d-d-scan模块包括一个啁啾镜压缩器,压缩器包括平移台上的一对薄玻璃楔块光谱并导出完整的相位/强度/波长/时间数据集。

 

初步数据讨论

在使用该设置的第一组实验中,1.5 MJ的输入天博综合体育中国官方网站能量时,HFC输出能量为0.7MJ的亚6-fs天博综合体育中国官方网站。他们发现这种输出功率受到氖气电离的限制。使用氦作为非线性介质可以提高输出功率,氦具有更大的电离势,氦具有更大的电离势,spm效率。然后,即较低的,3.4 bar (在 hfc出口) HFC可以输出更大的能量,这使得传输的能量能够变强但是却不增加光纤内强度。

 

图3

图 3.上方(左):测量和(右):测量和(右250微米,1m(1m)(1m)拟合压缩天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站的d-scan数据,3 bar。输入激光天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站能量为1.5mj(1khz天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站重复频率下为1khz天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站重复频率下为1.5W),(0.77mj),0.77 mj输出天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站能量为)(0.77mj 。下方(左)(())::::::天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站频谱和检索的频谱相位;(右):::天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站频谱和检索的频谱相位;(右):::天博综合体育天博综合体育天博综合体育中国官方网站官方网站官方网站频谱和检索的频谱相位;(右)。

 

天博综合体育中国官方网站数据集

检索天博综合体育中国官方网站fwhm

5.1 天博综合体育中国官方网站

傅里叶变换极限的fwhm

4.5 天博综合体育中国官方网站

相对峰值功率

76.5%

表格。图3

 

图3hfc设置的一些典型数据,并在附表中总结了总体天博综合体育中国官方网站参数。该图显示了测量的d-scan数据和从d-scan蓝光系统的专有迭代算法获得的“检索” d-scan d-scan线迹。这些特定数据显示了40-60fs to(Tod)2,正如d扫描轨迹中的小倾斜所证明的那样,与理想(傅里叶极限),压缩相比,相对峰值功率为,相对峰值功率为76%。研究人员希望在下一组实验中通过优化hfc 参数和仔细的色散管理(例如使用水池)来获得更低的

tisch教授解释了这些初步结果的背景:“大多数中空光纤用户向其光纤中注入了大约1mj的天博综合体育中国官方网站。如果不采用差分泵浦,即如果中空光纤充满均匀的气压

 

总结

超快激光天博综合体育中国官方网站的简史表明,激光器和相关技术的进步使得人们能够常规地获得更短的天博综合体育中国官方网站宽度和更高的峰值功率。这种简洁的装置是将这些天博综合体育中国官方网站从专业激光实验室转移到从细胞生物学到粒子物理学的广泛的科学学科领域的关键。如今,在最新一代集成飞秒放大器中,毫焦能级放大到35FS天博综合体育中国官方网站宽度已经接近一键启动操作,例如astrel天博综合体育中国官方网站。这里所描述的工作有望为另一个超快里程碑指明前进的道路,在那里,高功率的5-fs天博综合体育中国官方网站可以常规地用于不同但同样重要的科学研究分支。

 

侧边栏

halt/hass对激光器稳定性和可靠性的影响

精心的材料选择以及更好的光机部件和系统设计只是streslel天博综合体育中国官方网站 a astrel天博综合体育中国官方网站 使用称为高加速寿命测试((halt)的测试方法进行设计和优化。这是一种经过验证的方法,它采用初始组件和系统设计,并通过将组件和系统推向故障,分析故障机制,设计出故障原因,然后迭代地重复严格的测试

然后

来自众多行业的证据证实,成功的hass/hass方法已经得到完全的验证。coherent以成为第一家使用hass 认证测试硬件和软件的科学激光器制造商而自豪;仅环境测试室就意味着大量的资本投资。通过 sastrel天博综合体育中国官方网站,我们已经证明

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