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少周期飛秒激光器venteon

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少周期飛秒激光器venteon

詳細(xì)介紹

少周期飛秒激光器venteon，少周期80MHz、<5.5fs FTL脈沖持續(xù)時(shí)間

少周期飛秒激光器，venteon系列有4種型號(hào)，他們分別的特點(diǎn)是：

venteon Power：針對(duì)功率進(jìn)行優(yōu)化

venteon CEP5：隨附CEP鎖定f-2f干涉儀(f-to2f interferometer)

venteon Ultra：超寬頻激光器

venteon Dual：適用于少周期OPCPA激光器的理想前端設(shè)備

本文會(huì)根據(jù)每個(gè)不同的型號(hào)一個(gè)一個(gè)介紹其技術(shù)參數(shù)與功能，應(yīng)用，少周期飛秒激光器venteon是Novanta 旗下品牌Laser Quantum的一款飛秒激光器。venteon激光技術(shù)是少周期、寬帶激光脈沖科學(xué)的代名詞，在物理、生物和化學(xué)研究等領(lǐng)域（如CEP穩(wěn)定應(yīng)用和泵探光譜學(xué)），venteon少周期飛秒激光器具有性能可靠、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

Venteon系列少周期激光器腔體專(zhuān)門(mén)使用通過(guò)離子束濺射技術(shù)制作的DCM鏡面，以確保的相位控制和接近理論值的脈沖。Laser Quantum支持清晰地報(bào)告脈沖持續(xù)時(shí)間，詳細(xì)說(shuō)明數(shù)據(jù)是基于傅立葉變換計(jì)算的理論值，還是使用SPIDER技術(shù)和儀器實(shí)際測(cè)量的持續(xù)時(shí)間。venteon為物理、生物和化學(xué)研究應(yīng)用提供最短脈沖和最寬光譜帶寬，有如下幾種型號(hào)供用戶(hù)選擇：

Laser Quantum飛秒激光器venteon圖示

少周期飛秒激光器venteon采用超短脈沖激光技術(shù)，可提供<5fs (FTL)，帶寬>380nm，平均功率>900mW的最短的商用脈沖。緊湊的單片設(shè)計(jì)針對(duì)低泵浦閾值進(jìn)行了優(yōu)化，并包含一個(gè)集成的泵浦激光器，這些儀器的工作壽命長(zhǎng)，可靠性高，非常堅(jiān)固耐用。如下圖所示，所有venteon激光器都顯示出的穩(wěn)定性和光束形狀。

venteon激光器的穩(wěn)定性源于優(yōu)化的熱和機(jī)械特性（左圖）

用CCD相機(jī)測(cè)量venteon少周期飛秒激光器的典型光束輪廓（右圖）

Laser Quantum飛秒激光器venteon主要特點(diǎn)：

互聯(lián)網(wǎng)連接，CEP穩(wěn)定

- 遠(yuǎn)程連接功能：可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制、診斷和優(yōu)化

- 自啟動(dòng)和維護(hù)：激光器以電子方式啟動(dòng)，并持續(xù)監(jiān)控其鎖定輪廓，以確保持續(xù)的鎖模性能

- CEP升級(jí)：該激光器既可作為CEP穩(wěn)定型激光器使用，也可為將來(lái)的升級(jí)做準(zhǔn)備

短脈沖，寬帶寬

- 低實(shí)際脈沖和超光速脈沖持續(xù)時(shí)間

- 最短脈沖：這臺(tái)激光器在制造過(guò)程中經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以確保最短的脈沖和最寬的光譜帶寬

Laser Quantum飛秒激光器venteon主要應(yīng)用：

- CEP穩(wěn)定

- 泵探光譜學(xué)等

venteon power系列飛秒激光器：

venteon power系列經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可在測(cè)量脈沖持續(xù)時(shí)間小于8fs的情況下提供高輸出功率。venteon power飛秒激光器可提供CEP穩(wěn)定性能，也可隨時(shí)進(jìn)行CEP升級(jí)，還可以配備壓電傳感器/線(xiàn)性致動(dòng)器，從而允許無(wú)共振重復(fù)率鎖定。

venteon ultra系列飛秒激光器：

venteon ultra飛秒激光器可提供>240mW的<5.5fs短脈沖，其光譜帶寬從600nm-1200nm，<5.5 fs@-10dBc。由于輸出頻譜跨度大，venteon ultra可直接用于CEP穩(wěn)定，而無(wú)需任何額外的頻譜增寬。venteon ultra可升級(jí)為CEP穩(wěn)定激光器，或配備必要的組件，以便日后進(jìn)行CEP升級(jí)。

venteon ultra光譜范圍是>600nm-1200nm。該光譜支持市面上最短的脈沖，適合進(jìn)行CEP穩(wěn)定(左圖)

用SPIDER測(cè)得典型的venteon ultra脈沖<5.5fs(右圖)

選項(xiàng)和升級(jí)：

脈沖列監(jiān)測(cè)：集成的高帶寬（大于10GHz）光電二極管可用于監(jiān)測(cè)重復(fù)頻率，并為TL-1000設(shè)備或外部電子設(shè)備提供信號(hào)。

重復(fù)頻率控制：通過(guò)安裝在壓電致動(dòng)器上的空腔鏡，可以控制重復(fù)頻率和主動(dòng)反饋，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速反饋和長(zhǎng)期漂移控制，與TL1000重復(fù)頻率穩(wěn)定裝置相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)<100fs的定時(shí)抖動(dòng)。此外，壓電元件還可由客戶(hù)提供的電子設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

重復(fù)頻率和脈沖時(shí)間的主動(dòng)鎖定：TL-1000是一個(gè)可選的支持單元，可將重復(fù)頻率與外部基準(zhǔn)緊密鎖相，剩余定時(shí)抖動(dòng)<100fs。

適用于venteon CEP5的CEPLoQ™技術(shù)：CEPLoQ™技術(shù)可直接調(diào)節(jié)泵功率以保持相位穩(wěn)定，而無(wú)需使用AOM。因此，響應(yīng)速度更快、更穩(wěn)定。venteon系列激光器與Laser Quantum的軟件兼容，可與其支持團(tuán)隊(duì)連接，以監(jiān)控激光性能、診斷機(jī)會(huì)并進(jìn)行激光優(yōu)化。

水泵功率調(diào)制：泵功率的調(diào)制接入帶寬大于100kHz，調(diào)制深度達(dá)±1%，用于反饋目的。

規(guī)格	venteon power	venteon ultra
光電二極管	?	?
重復(fù)率的穩(wěn)定	?	?
CEP穩(wěn)定	?	?
CEP-zero穩(wěn)定		?

venteon power和venteon ultra飛秒激光器規(guī)格參數(shù)：

規(guī)格	venteon power	venteon ultra
平均輸出功率	>560mW	>240mW
中心波長(zhǎng)¹	780±30nm	830±30nm
脈沖能量（@80MHz）	>7nJ	>3nJ
頻譜帶寬 (@-10 dBc)	>200nm	>380nm
脈沖持續(xù)時(shí)間（實(shí)測(cè)）²	<8fs	<5.5fs
脈沖持續(xù)時(shí)間 (FTL)	<7.5fs	<5fs
RMS噪聲³	<0.1%
光束直徑⁴	0.8±0.3mm
發(fā)散角	<3mrad
光束質(zhì)量M-Squared	<1.2
功率穩(wěn)定性(24小時(shí)內(nèi)RMS)	<1%
重復(fù)頻率	80MHZ
偏振方向	水平
偏振比	>100:1
工作溫度	21°C±3°C
預(yù)熱時(shí)間	<20分鐘
重量(僅機(jī)頭)	33kg

注：* Laser Quantum實(shí)施了一項(xiàng)持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃，該計(jì)劃可能會(huì)在不另行通知的情況下改進(jìn)產(chǎn)品規(guī)格。

1、以光譜中心點(diǎn)測(cè)量

2、通過(guò)可選的額外腔體色散補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)

3、噪聲帶寬1Hz至1MHz

4、4FWHM激光出口處的光束直徑

5、重復(fù)頻率精度±100kHz，可根據(jù)要求提供其他重復(fù)頻率

venteon power和venteon ultra飛秒激光器尺寸 (mm)圖示：

圖4：尺寸（左），電源裝置（右）

圖紙僅供參考，如需完整的工程師圖紙，請(qǐng)與我們聯(lián)系

其他信息：

- 重量(僅機(jī)頭)：33kg

- 包括冷卻系統(tǒng)

- 2年/5000小時(shí)（PSU"開(kāi)啟"時(shí)間）全規(guī)格保修

VENTEON CEP5系列飛秒激光器:

venteon ultra可直接提供遠(yuǎn)低于5.5fs的傅里葉變換限制（FTL）脈沖持續(xù)時(shí)間，相應(yīng)的倍頻程頻譜足夠?qū)?，可直接?duì)脈沖進(jìn)行CEP穩(wěn)定，而無(wú)需使用PCF或PPLN設(shè)備進(jìn)行額外的頻譜展寬。

在venteon f-to-2f干涉儀(the venteon f-to-2f interferometer)中，f-和2f成分被從倍頻程光譜中濾除，以實(shí)現(xiàn)f-to-2f跳變，從而為后續(xù)實(shí)驗(yàn)留下超過(guò)220mW的輸出功率和<5.5fs的超光速脈沖持續(xù)時(shí)間。這是實(shí)現(xiàn)CEP穩(wěn)定的最自然、最直接和的方法，不會(huì)扭曲激光輸出光束，并能提供出色的長(zhǎng)期鎖定性能。

除了直接從f到2f跳變的優(yōu)勢(shì)外，CEP穩(wěn)定的反饋信號(hào)還可通過(guò)CEPLoQ™技術(shù)直接應(yīng)用于泵浦激光器，而無(wú)需在振蕩器之前或之后放置聲光調(diào)制器。這是通過(guò)直接控制泵浦激光器±1%的功率調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)制范圍從直流到1MHz，相位優(yōu)于90°，可達(dá)700kHz，從而獲得比傳統(tǒng)方法更穩(wěn)定的鎖定帶寬。

這兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合可提供CEP穩(wěn)定激光器，采用當(dāng)今直接和便捷的方案，在緊湊的外殼內(nèi)產(chǎn)生<6fs的脈沖，輸出高質(zhì)量的光束，不受任何影響，只需極少的維護(hù)。

venteon CEP5激光器的venteon ultra oscillator輸出光譜（紅色）和CEP穩(wěn)定輸出光譜（綠色）。

光譜翼經(jīng)過(guò)過(guò)濾后用于CEP穩(wěn)定。

使用CEPLoQ™技術(shù)的CEP5與泵浦激光器鎖定方案示意圖

VENTEON CEP5 的典型數(shù)據(jù)

venteon CEP5激光器采用模塊化設(shè)計(jì)，可輕松分離venteon ultra振蕩器(venteon ultra oscillator)和venteon f-2f模塊。如果不需要CEP穩(wěn)定，則可拆卸venteon f-to-2f干涉儀模塊，并在實(shí)驗(yàn)中使用完整的振蕩器特性，這確保了許多超快應(yīng)用的靈活性。

Laser Quantum支持清晰地報(bào)告脈沖持續(xù)時(shí)間，并詳細(xì)說(shuō)明數(shù)據(jù)是基于傅立葉變換計(jì)算的理論值，還是使用 SPIDER技術(shù)和儀器實(shí)際測(cè)量的持續(xù)時(shí)間。就venteon CEP5激光器而言，傅立葉變換的規(guī)格是<5.5fs，而測(cè)量的脈沖持續(xù)時(shí)間是0.5fs，這兩個(gè)數(shù)值之間的微小差異表明了該激光器出色的相位控制能力。

典型的venteon CEP5輸出脈沖，外部脈沖壓縮后用SPIDER測(cè)量 (左圖)

載波包絡(luò)偏移節(jié)拍信號(hào)(the carrier envelope offset beat)的綜合相位噪聲為68mrad（1MHz-3Hz）(右圖)

放大穩(wěn)定載波包絡(luò)偏移信號(hào)，分辨率帶寬為1Hz

選項(xiàng)和升級(jí)：

可訂購(gòu)帶有CEPzero選件的venteon CEP5，以將載波包絡(luò)偏移頻率穩(wěn)定為零，從而產(chǎn)生具有恒定CE相位(而在標(biāo)準(zhǔn)配置中則是每四分之一）的脈沖序列。該系統(tǒng)可在全振蕩器功率和重復(fù)率條件下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)敏感實(shí)驗(yàn)，而無(wú)需復(fù)雜的脈沖選取。

載波環(huán)境偏移頻率的長(zhǎng)期跟蹤，鎖定為重復(fù)頻率的四分之一。自動(dòng)色散控制使venteon CEP5能夠鎖定CEP運(yùn)行數(shù)天。

測(cè)量到的1011個(gè)振蕩器脈沖的環(huán)外干擾，證明CEP鎖定效果。如圖中所示，通過(guò)在腔外光束中插入玻璃楔來(lái)調(diào)整CEP。

相關(guān)系統(tǒng)：

venteon dual激光器是寬帶少周期OPCPA 應(yīng)用的理想前端設(shè)備。這種激光器的光譜帶寬允許產(chǎn)生寬帶（<5.5fs）脈沖，作為NOPA級(jí)的信號(hào)，并為基于摻鐿的放大器泵浦級(jí)提供足夠的脈沖能量。脈沖由兩個(gè)獨(dú)立的輸出端口提供，具有超低定時(shí)抖動(dòng)的自同步特性。如果需要CEP穩(wěn)定激光系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)CEP穩(wěn)定OPCPA，則可訂購(gòu)具有CEP5穩(wěn)定技術(shù)和性能的CEP選件的venteon dual激光系統(tǒng)。

PST可選項(xiàng)：為穩(wěn)定重復(fù)頻率做準(zhǔn)備，包括一個(gè)慢速和快速壓電電機(jī)單元，以增加對(duì)空腔長(zhǎng)度和重復(fù)頻率的精細(xì)控制。

TL-1000時(shí)間穩(wěn)定器：鎖定電子設(shè)備、光電二極管、射頻分析儀和示波器，用于激光系統(tǒng)的全面定時(shí)穩(wěn)定（需要PST選件）。

venteon CEP5飛秒激光器規(guī)格參數(shù)

規(guī)格	venteon CEP5
平均輸出功率	>220mW
中心波長(zhǎng)¹	830±30nm
脈沖能量（@80MHz）	>2.75nJ
頻譜帶寬 (@-10 dBc)	>300nm
脈沖持續(xù)時(shí)間（實(shí)測(cè)）²	<6fs
脈沖持續(xù)時(shí)間 (FTL)	<5.5fs
RMS噪聲³	<0.05%
光束直徑⁴	1.2±0.3mm
發(fā)散角	<3mrad
光束質(zhì)量M-Squared	<1.2
功率穩(wěn)定性(24小時(shí)內(nèi)RMS)	<1%
重復(fù)頻率⁵	80MHZ
fceo-Beat 的信噪比 (100 kHz RBW）	>30 dB（使用 CEP 零選件時(shí) >27 dB）
CEP 相位噪聲⁶	<100mrad（使用CEP零選項(xiàng)時(shí)<150 mrad）
偏振方向	水平
偏振比	>100:1
工作溫度	21°C±3°C
預(yù)熱時(shí)間	<20分鐘
重量(僅機(jī)頭)	30kg

VENTEON CEP5飛秒激光器尺寸圖示：

1. venteon振蕩器

2. venteon模塊

3. 寬帶輸出

4. 水電接口

5. 可選正面輸出（訂購(gòu)時(shí)選擇）

venteon CEP5激光器尺寸詳細(xì)圖示

其他信息：

- 重量（僅云臺(tái)和f-2f模塊）：47kg

- 包含冷卻系統(tǒng)

- 包含鎖定電子裝置

- 包含所必要的測(cè)量設(shè)備（示波器、射頻分析儀）

- CEPLoQ™ 技術(shù)可直接調(diào)節(jié)泵功率以保持相位穩(wěn)定，而無(wú)需使用AOM，與傳統(tǒng)方法相比響應(yīng)速度更快

- venteon CEP5激光系統(tǒng)具有一套遠(yuǎn)程控制功能，包括遠(yuǎn)程啟動(dòng)、調(diào)節(jié)和色散控制。配合所提供的用戶(hù)控制軟件，激光系統(tǒng)的日常操作、監(jiān)控和維護(hù)均無(wú)需人工干預(yù)。安裝完成后，將提供有關(guān)激光系統(tǒng)和所有相關(guān)組件的詳細(xì)培訓(xùn)。如果需要服務(wù)，用戶(hù)控制軟件允許連接到激光系統(tǒng)，遠(yuǎn)程檢查和優(yōu)化激光器，確保提供快速、高效的幫助和支持。

venteon dual系列飛秒激光器：

venteon dual是寬帶少周期光參量啁啾脈沖放大器(OPCPA)應(yīng)用的理想前端。這種激光器的光譜帶寬允許產(chǎn)生寬帶（<6fs）脈沖，作為后續(xù) NOPA 級(jí)的信號(hào)，并為摻鐿放大器泵浦級(jí)提供額外的足夠脈沖能量。脈沖由兩個(gè)獨(dú)立的輸出端口提供，具有超低定時(shí)抖動(dòng)的內(nèi)在自同步特性。

輸出端提供寬帶信號(hào)脈沖，持續(xù)時(shí)間小于6fs。脈沖可選擇CEP穩(wěn)定，具有venteon CEP5激光系統(tǒng)的典型性能。

1030nm波長(zhǎng)的第二個(gè)輸出端可在約10nm(FWHM)的光譜帶寬內(nèi)提供625pJ的能量，無(wú)需任何額外增寬，非常適合作為泵浦放大器的窄帶種子。該輸出可選擇預(yù)放大，提供能量>1nJ的脈沖。

典型的venteon dual可用輸出光譜（綠色）和未過(guò)濾1030nm種子輻射的光譜（紅色）(左圖)

顯示venteon dual激光系統(tǒng)24小時(shí)寬帶輸出的長(zhǎng)期軌跡（右圖）

顯示了1030nm種子輸出15小時(shí)的光譜穩(wěn)定性，測(cè)量使用單模光纖進(jìn)行。

由venteon dual激光系統(tǒng)發(fā)射的典型 SPIDER 測(cè)量的幾周期脈沖

1030nm種子光譜由venteon dual激光系統(tǒng)提供，應(yīng)用了以1030nm為中心的帶通濾波器，以對(duì)數(shù)刻度（紅色）和線(xiàn)性刻度（綠色）表示。

venteon dual系列飛秒激光器規(guī)格參數(shù)：

規(guī)格	venteon dual
平均輸出功率	>200mW
中心波長(zhǎng)¹	830±30nm
脈沖能量（@80MHz）	>2.75nJ
頻譜帶寬 (@-10 dBc)	>300nm
脈沖持續(xù)時(shí)間（實(shí)測(cè)）²	<6fs
脈沖持續(xù)時(shí)間 (FTL)	<5.5fs
RMS噪聲³	<0.1%
光束直徑⁴	1.2±0.3mm
發(fā)散角	<3mrad
光束質(zhì)量M-Squared	<1.2
功率穩(wěn)定性(24小時(shí)內(nèi)RMS)	<1%
重復(fù)頻率⁵	80MHZ
1030nm輸出平均功率⁶	>0.5mW
1030nm 輸出脈沖能量⁶	>6.25 pJ
1030nm輸出脈沖持續(xù)時(shí)間（FTL）	<250 fs
1030 nm 輸出RMS噪聲	<0.5%
偏振方向	水平
偏振比	>100:1
工作溫度	21°C±3°C
預(yù)熱時(shí)間	<20分鐘
重量(僅機(jī)頭)	33kg