白皮书
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ktf是一种磁活性晶体,与tgg相比,它能够显着降低热效应。这样一来,在高功率激光系统中,光学天博综合体育app下载器就能具有更长的使用寿命和更好的性能。
法拉第天博综合体育app下载器是一种光单向阀。它们通常放置在天博综合体育app下载器和放大器的输出端,以保护它们免受下游光学器件或表面反射回来的光的影响。如果返回的光重新进入天博综合体育app下载器,可能会导致输出不稳定甚至损坏。
法拉第天博综合体育app下载器依赖于磁活性晶体;这种材料放置在磁场中,会旋转线性偏振光的方向。长期以来
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长期以来,TGG一直是650-1100nm光谱范围内的首选法拉第旋转天博综合体育app下载,原因有以下几点:例如,它的生长纯度很高。它具有很高的维尔德常数(衡量法拉第效应强度的指标)
然而
首先,偏振旋转量作为激光功率的函数变化。这是因为晶体的维尔德常数随温度变化。当晶体变热时,也会加热周围的磁体,从而改变它们的性能。结果就是天博综合体育app下载性能下降。
第二个问题是热透镜效应。由于天博综合体育app下载通常固定在大型永磁体内,因此很难直接冷却。天博综合体育app下载内的高斯光束产生径向温度梯度
另一个问题是热诱发双折射,这也是材料内部的热梯度引起的。这会影响透射光的偏振。这会降低天博综合体育app下载器以及依赖偏振的下游光学元件的性能。
这三个因素共同影响工作表面上的天博综合体育app下载稳定性、光束质量和聚焦光斑位置。这些都直接影响加工结果,因此会降低工艺一致性并导致工艺窗口缩小。
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法拉第天博综合体育app下载器如何工作?
法拉第天博综合体育app下载器的操作在概念上很简单,如此图所示。线性偏振光(从左侧进入)
从系统或流程中返回的任何光线都会首先经过偏振器,而偏振器会排除任何与原始天博综合体育app下载器输出方向不同的偏振。然后,过滤后的光穿过磁活性晶体并再次旋转,45°。这样其偏振矢量就与第一个偏光片成直角,而后者会排除剩余的返回光。

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天博综合体育app下载 tgg tgg verdet常数。最重要的是
然而,早期的天博综合体育app下载 生长方法产生的球体带有气泡、内含物和高散射问题。与 tgg相比,这些设备在传输方面没有任何净改善。
幸运的是,通过不断改进工艺,现在已经能够以更低的成本生产出更多的高质量ktf。因此,在大功率法拉第旋转器和天博综合体育app下载器中
pavosultra系列实验数据
基于ktf的coherent pavosultra系列法拉第天博综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载器,现已通过数千小时的近红外千瓦级激光器寿命测试。这些测试清楚地表明,它具有出色的天博综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载综合体育app下载性能和光束质量,同时能在工业激光器制造商所需的长时间连续使用中保持性能。
第一张图比较了tgg ktf 天博综合体育app下载器的光天博综合体育app下载度(天博综合体育app下载器的关键性能指标)

图1:天博综合体育app下载和tgg
与基于tgg的天博综合体育app下载器相比,ktf天博综合体育app下载器还能保持更好的光束质量。在6w和200w功率下对两种类型天博综合体育app下载器进行的光束轮廓测量中,这一点得到了证明。
天博综合体育app下载器类型 |
6W |
200W |
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Pavos Ultra(天博综合体育app下载) |
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图2:天博综合体育app下载和tgg
使用m²tggtggktf天博综合体育app下载层的测得m²,在测试功率范围内

图3:天博综合体育app下载和tgg
焦距偏移是在高功率下使用法拉第隔振器的最大问题之一。这是因为,即使天博综合体育app下载系统在没有损坏甚至不稳定的情况下继续运行
尽管tgg 天博综合体育app下载高一个数量级

图4:ktf和tgg天博综合体育app下载器在200 w
图中没有显示的是,天博综合体育app下载的小焦距偏移也是线性的。这意味着根据测得的偏移,很可能可以推断出在更高功率水平下的预期焦距偏移。
最后一张图中需要注意的另一个要点是天博综合体育app下载表现出负焦点偏移。具体而言,光束发散度随着温度的升高而增加,这与吸收光学器件中具有正位移的自聚焦相反。
当天博综合体育app下载 与其他正位移光学器件(例如熔融石英元件)一起使用时
例如,相干4 pavos ultra ultra 天博综合体育app下载晶体。每个分束器的焦距偏移约为0.3zr/kw。天博综合体育app下载晶体的平均焦距为-0.6 Zr/kw。因此
coherent pavos ultra系列天博综合体育app下载器的长期性能也经过了检验。具体来说
天博综合体育app下载晶体的入射功率为2.7kW,光束直径约为800µm。这意味着功率密度略高于130kW/cm²,在时长

图 5.基于ktf的coherent pavosultra天博综合体育app下载器在高激光功率下的长期运行稳定性。
结论
虽然tgg仍是低天博综合体育app下载法拉第天博综合体育app下载器和旋转器的首选磁活性晶体,但其固有的吸收和热光学特性限制了它在高功率激光器中的应用。通过采用ktf作为高功率法拉第天博综合体育app下载器的新标准