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高重頻飛秒激光無(wú)CPA直接脈沖放大

2024-03-15 15:56:43
高重頻飛秒激光無(wú)CPA直接脈沖放大

高重頻飛秒激光無(wú)CPA直接

詳細介紹
      在不斷發(fā)展的光子學(xué)領(lǐng)域,超低噪聲激光種子源和高性能放大器的無(wú)縫集成對于解鎖科研和工業(yè)新前沿應用至關(guān)重要。本應用指南探索了Menhir Photonics高級激光技術(shù)和neoLASE放大器系統的功能,旨在提供高功率和高能量指標,為非線(xiàn)性頻率轉換、超連續譜產(chǎn)生和材料處理應用提供靈活性和可靠性。

      我們在本文章中描述了如何使用neoLASE neoYb前置放大器和主放大器模塊來(lái)輕松地實(shí)現MENHIR-1030種子源的放大。在單級配置中實(shí)現了11W的平均功率,在雙級配置中實(shí)現了最高55W的平均功率。我們發(fā)現,脈沖串的低強度噪聲和種子源的高光束質(zhì)量是很好地守恒的。此外,我們還展示了通過(guò)二倍頻到515nm可見(jiàn)光的頻率轉換,其具有>50%的高轉換效率,且平均輸出功率高達6.5W。

Menhir Photonics的產(chǎn)品優(yōu)勢
出色的功率和光束穩定性
穩健且可靠的交鑰匙系統

neoLASE的產(chǎn)品優(yōu)

緊湊型放大器,單程增益高

低非線(xiàn)性,無(wú)CPA放大

可選自由空間或光纖耦合模塊

應用示例



圖 1 - 放大方案。

MENHIR-1030 種子激光首先經(jīng)過(guò)第1級前置放大器的放大。該輸出可以轉換為綠光也可以通過(guò)第2級主放大器進(jìn)一步放大。

單級放大

      在下面的演示中使用的MENHIR-1030種子源以216 MHz重復頻率工作,此種子源具有超過(guò)100 mW的輸出功率以及足夠大的頻譜帶寬,以提供變換極限的200 fs脈沖。與即插即用的neoLASE neoYb放大器一起,該系統支持交鑰匙操作。根據客戶(hù)特定的需求,放大器系統針對模塊化使用進(jìn)行了優(yōu)化,無(wú)CPA放大脈沖能量和平均輸出功率是它的一大特色。


      

圖 2 - 放大結果。 a)1030nm種子波長(cháng)下紅外輸出和515 nm可選二倍頻輸出的平均功率與種子源功率的關(guān)系曲線(xiàn)。 b)不同功率下的種子源和放大器光譜。 c)在種子源最高功率且最高輸出功率超過(guò)11W的情況下測量的脈沖寬度。測量結果顯示的是sech2的540fs脈寬。

      圖2總結了第1級放大器之后的放大脈沖串特性。在保持放大器中的泵浦功率恒定的同時(shí),在140 mW的最大種子源功率下可以達到超過(guò)11W的平均輸出功率。我們在最大功率下測量到了出色的光束質(zhì)量,橢圓度為96%,M2<1.1。圖2b說(shuō)明了由放大器中的可接受帶寬產(chǎn)生的預期增益變窄效應。在種子源最高輸入功率(藍色)下,獲得了最大帶寬,這允許變換極限的脈沖寬度低于500fs。在圖2c種,我們使用自相關(guān)儀測量了540 fs的輕微啁啾sech2脈沖寬度。對相對強度噪聲(RIN)的分析表明,該放大器繼承了種子源優(yōu)異的低噪聲特性。當從10 Hz積分到1 MHz的離散噪聲水平時(shí),我們測量到了<0.1%的RIN。在這種單級放大方案中,獲得了超過(guò)50 nJ的脈沖能量。


頻率轉換和二級放大

      通過(guò)頻率轉換和進(jìn)一步放大,可以體現出系統模塊化的優(yōu)勢。在保持出色的光束質(zhì)量的同時(shí),很容易在515 nm波長(cháng)下獲得高達6.5 W的功率。使用第2級主放大器,如圖1所示,平均功率可以提高到50 W以上。通過(guò)額外的放大器模塊可以將功率擴展到100-W水平。通過(guò)降低種子源重復頻率可以將無(wú)CPA能量擴展到50 μJ。


相關(guān)產(chǎn)品

MENHIR-1030種子源

重復頻率:80 MHz–2.5 GHz     

中心波長(cháng):1030+/-5nm

-3 dB光譜帶寬: >5nm

neoLASE neoYb

典型輸入功率:1–100 mW(前置放大器)

1–10W(主放大器)

典型輸出功率:5–15W(前置放大器)

30–60W(主放大器)

光束質(zhì)量 TEM00 M2<1.3

脈沖寬度 <900fs<100fs可選)


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