Фемтосекундные перестраиваемые OPCPA лазерные системы UltraFlux 1k

  • Перестраиваемая OPCPA система
  • Рабочие диапазоны 750 – 960 нм, 375 – 480 нм, 250 – 320 нм, 210 – 230 нм
  • До 14 мДж в импульсе при частоте следования 1 кГц
  • Идеально синхронизированные фс и пс выходы (опционально)

Производитель EKSPLA

Описание

UltraFlux 1k представляют собой компактные высокочастотные фемтосекундные лазерные системы, перестраиваемые по длинам волн, которые вобрали в себя преимущества сверхбыстрых волоконных лазеров и твердотельных параметрических усилителей. В данных системах используется новая технология OPCPA (оптическое параметрическое усиление чирпированных импульсов), когда излучение одного и того же пикосекундного волоконного лазера используется как для накачки DPSS пикосекундного лазера накачки, так и для накачки фемтосекундного параметрического усилителя за счет спектрально расширенного выходного излучения. Данный подход значительно упрощает систему, исключая из состава фемтосекундный регенеративный усилитель и устраняя необходимость в синхронизации импульсов накачки. В добавление к этому, контраст выходных импульсов во временном масштабе от пикосекунд к наносекундам также увеличивается.

Все лазерные системы серии UltraFlux собираются на цельной прочной оптической столешнице для обеспечения превосходной долговременной стабильности. Модульная внутренняя конструкция позволяет достичь высокого уровня кастомизации и более легкую масштабируемость, что дает возможность настройки данных систем в соответствии с Вашими требованиями.

Внедрение технологии параметрического усиления вместе со сверхбыстрым волоконным лазером помогло создать и вывести на рынок новый инструмент для задач фемтосекундной накачки-зондирования, нелинейной спектроскопии, новых экспериментов по генерации высших гармоник и других приложений в данной области. С помощью данных систем потенциальные научные открытия и прорывы становятся ближе, чем когда-либо прежде.

Отличительные особенности

  • Система основана на новой технологии усиления (OPCPA) – простая в исполнении и экономически эффективная
  • Запатентованная технология накачки (патенты EP2827461 и EP2924500)
  • Рабочие диапазоны 750 – 960 нм, 375 – 480 нм, 250 – 320 нм, 210 – 230 нм
  • Энергия импульса до 14 мДж при частоте следования 1 кГц

Превосходная стабильность энергии импульса: СКО менее 1.5%

Превосходная долговременная стабильность средней выходной мощности: СКО < 1.5% за 12 ч

  • Идеально синхронизированные фс и пс выходы (опционально)
  • Свободная перестройка по длине волны
  • Выходные импульсы высокого контраста без дополнительного оборудования

Области применения

  • Широкополосная CARS и SFG
  • Фемтосекундная спектроскопия накачки-зондирования
  • Нелинейная спектроскопия
  • Генерация высших гармоник

Характеристики

Модель UltraFlux FT031k UltraFlux FT31k UltraFlux FT61k UltraFlux FT141k
Основные характеристики 1)
Выходная энергия импульса 2)
   Стандартная версия 300 мкДж 3 мДж 6 мДж 14 мДж
   SH опция 3) 60 мкДж 06 мДж 1.5 мДж 3.5 мДж 4)
   TH опция 3) 15 мкДж 150 мкДж 0.4 мДж 1.2 мДж 4)
   FH опция 3) 3 мкДж 30 мкДж 100 мкДж 300 мкДж
Частота следования импульсов 1 кГц
Диапазон длин волн
   Стандартная версия 5) 750 – 960 нм
   SH опция 3) 375 – 480 нм
   TH опция 3) 250 – 320 нм
   FH опция 3) 210 – 230 нм
Шаг перестройки по длине волны
   Стандартная версия 5 нм
   SH опция 3) 5 нм
   TH опция 3) 3 нм
   FH опция 3) 2 нм
Длительность импульса 6), 7) 40 ± 20 фс
Стабильность энергии импульса 8) СКО < 1.5% СКО < 1.0%
Долговременная стабильность средней выходной мощности 9) СКО < 1.5%
Пространственный профиль пучка Гауссоида Супергауссоида
Диаметр пучка 11) ≈ 2 мм ≈ 5 мм ≈ 7 мм ≈ 15 мм
Стабильность наведения пучка 12) СКО ≤ 30 мкрад
Временной контраст импульса 13)
   APFC (в пределах ± 50 пс) 107 : 1
   Предимпульс (≤ 50 пс) 109 : 1
   Постимпульс (> 50 пс) 108 : 1
Джиттер оптического импульса 14)
   Trig out СКО ≤ 50 пс
   Pre-Trig out СКО ≤ 10 пс
   -PLL опция СКО ≤ 3 пс
Поляризация Линейная, горизонтальная
Физические характеристики 15)
Габаритные размеры лазерной головки (Ш × Д × В) 750 × 1200 × 300 мм 900 × 1500 × 300 мм 900 × 1800 × 300 мм 1200 × 2000 × 300 мм
Габаритные размеры источника питания (Ш × Д × В) 553 × 600 × 850 мм 553 × 600 × 1250 мм
Длина соединительного кабеля 16) 2.5 м
Требования по эксплуатации 17)
Напряжение питания 200 – 240 В перем. тока, однофазное, 47 – 63 Гц 208, 380 или 400 В перем. тока, трехфазное, 50/60 Гц 18)
Энергопотребление 19) ≤ 1 кВА ≤ 2 кВА ≤ 5 кВА ≤ 8 кВА
Водяное охлаждение Не требуется ≤ 5 л/мин, 2 бара, макс. 20°C
Рабочая температура 22 ± 2°C
Температура хранения 15 – 35°C
Относительная влажность ≤ 80% (без конденсации)
Класс чистоты помещения ISO Class 7

1)В виду дальнейшего улучшения все характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Параметры, обозначенные как типичные/типовые, приведены для ознакомления – они отображают типовую производительность и могут отличаться для каждой вновь производимой системы. Представленные параметры отображают производительность уже изготовленных систем и могут быть кастомизированы под задачи конечного пользователя.

2)Максимальная энергия импульса указана для длины волны 840 нм, 420 нм для SH опции, 280 нм для THопции, 210 нм для FH опции.

3)Выходы для гармоник опциональны. Характеристики действительны при приобретении соответствующего модуля гармоник. Вывод излучения не осуществляется одновременно. Максимальная энергия гармоники зависит от профиля сигнального луча OPCPA и длительности импульса.

4)Максимальная энергия накачки для гармоники ограничена до 10 мДж на 840 нм.

5)Расширенный диапазон перестройки до 700 – 1010 нм доступен по запросу.

6)Стандартная длительность импульса изменяется по диапазону перестройки – самая короткая длительность достигается в спектральном диапазоне вблизи 840 нм.

7)Для уменьшения длительности импульса до < 10 фс может быть заказана отдельная опция «F10». Перестройка по длине волны не доступна при выборе данной опции.

8)При стабильных условиях внешней окружающей среды; значение, нормированное на среднюю энергию импульса (СКО, усредненное за 60 сек).

9)Измерено в течение 8 часов после 30-минутного прогрева при изменении температуры окружающей среды не более чем на ± 2°C.

10)Супергауссоида 6-11 порядка в ближнем поле.

11)Измерен по уровню 1/e2 для пучков с гауссоидой и по уровню FWHM для пучков с супергауссоидой.

12)Стабильность наведения пучка оценивается как перемещение центроида пучка в фокальной плоскости фокусирующего элемента (СКО, усредненное за 30 сек).

13)Контраст импульса ограничен только усиленной параметрической флуоресценцией (APFC) во временном диапазоне ≈ 90 пс, который охватывает длительность импульса накачки OPCPA и лучше, чем 10⁶ : 1. Контраст APFC зависит от уровня насыщения OPCPA. Наша система не характеризуется усиленным спонтанным излучением (ASE), а значение контраста импульса в наносекундном диапазоне ограничено только возможностями измерительного устройства (автокоррелятор третьего порядка). В системе не генерируются предварительные импульсы, а пост-импульсы устраняются с помощью клиновидной передающей оптики.

14)Джиттер оптического импульса по отношению к электрическим выходам:

  • Trig out > 3.5 В при 50 Ом
  • Pre-Trig out > 1 В при 50 Ом
  • С опцией –PLL > 1 В при 50 Ом

15)Размеры являются предварительными и зависят от планировки лаборатории заказчика и приобретенных дополнительных опций.

16)Увеличенная длина кабелей до 10 м для систем с ламповой накачкой и до 5 м для систем с диодной накачкой доступна по запросу.

17)Лазер и вспомогательные блоки должны располагаться в таком месте, где нет пыли и аэрозолей. Лазер желательно эксплуатировать в кондиционируемом помещении, при условии, что лазер находится на расстоянии от выхода кондиционера. Лазер должен располагаться на прочном рабочем столе. Должен быть обеспечен доступ с одной стороны.

18)Допустимы отклонения напряжения питания в +10%/-15% от номинального значения

19)Требуемое значение тока может быть рассчитано путем деления значения энергопотребления на напряжение в сети. Номинальная мощность указывается в полной мощности (кВА) для систем с источниками питания для импульсных ламп накачки и в активной мощности (кВт) для систем без источников питания для импульсных ламп накачки, где реактивной мощностью можно пренебречь.

Примечание: Во время эксплуатации лазер должен быть всегда подключен к сети электрического питания. Если питание будет отсутствовать более 1 часа, то потребуется прогрев системы в течение нескольких часов перед запуском лазера.

Опции

Опция Описание Комментарий
-F10 Опция укороченной длительности импульса до ≤ 10 фс Перестройка по длине волны не доступна при выборе данной опции
-CEP CEP стабилизация огибающей до ≤ 400 мрад Пассивная и активная CEP стабилизация
-DM «Деформируемое зеркало» для улучшения коэффициента Штреля до > 0.9
-SH/TH/FH Выходы для второй, третьей и четвертой гармоник Эффективность преобразования от сигнальной волны составляет ≈ 20%, ≈ 5%, ≈ 1% соответственно. Вывод излучения не осуществляется одновременно
-ps out Дополнительный вывод пс излучения, который оптически синхронизирован с основным выходом системы Вывод может осуществляться как одновременно так и неодновременно с выводом основного излучения
-AW Водно-воздушное охлаждение Не требуется внешнего контура воды для охлаждения. Тепловыделение равно общей потребляемой мощности

Производительность

Типовая перестроечная кривая лазерной системы модели

Рис. 1. Типовая перестроечная кривая лазерной системы модели UltraFlux FT31k.

Типовые значения энергий лазерной системы модели

Рис. 2. Типовые значения энергий лазерной системы модели UltraFlux FT31k для второй, третьей и четвертой гармоник.

Типовой вид выходных спектров лазерной системы модели

Рис. 3. Типовой вид выходных спектров лазерной системы модели UltraFlux FT031k на нескольких длинах волн.

Измерение долговременной стабильности выходной мощности на длине волны 800 нм

Рис. 4. Измерение долговременной стабильности выходной мощности на длине волны 800 нм.

Типовой временной контраст лазерных систем серии

Рис. 5. Типовой временной контраст лазерных систем серии UltraFlux.

Типовой профиль пучка лазерной системы модели

Рис. 6. Типовой профиль пучка лазерной системы модели FT031k в ближнем поле.

Типовой профиль пучка лазерной системы модели

Рис. 7. Типовой профиль пучка лазерной системы модели FT31k в дальнем поле.

Типовой профиль пучка лазерных систем моделей

Рис. 8. Типовой профиль пучка лазерных систем моделей FT61k и FT141k в ближнем поле.

Типовой внешний вид лазерной системы модели

Рис. 9. Типовой внешний вид лазерной системы модели FT031k (актуальный дизайн может отличаться).

Типовые габаритные размеры лазерной системы модели

Рис. 10. Типовые габаритные размеры лазерной системы модели FT031k.

Габаритные размеры серверной стойки для источника питания

Тип стойки Серверная высота Высота H Ширина W Глубина D
MR-9 9 U 455.5 (519 1)) 553 600
MR-12 12 U 589 (653 1)) 553 600
MR-16 16 U 768 (832 1)) 553 600
MR-20 20 U 889 (952 1)) 553 600
MR-25 25 U 1167 (1231 1)) 553 600

1)Полная высота с колесиками.

Типовой внешний вид серверной стойки для источника питания лазерных систем

Рис. 11. Типовой внешний вид серверной стойки для источника питания лазерных систем UltraFlux (модель стойки зависит от модели лазерной системы).

Информация для заказа

Информация для заказа

53 W average power CEP-stabilized OPCPA system delivering 5.5 TW few cycle pulses at 1 kHz repetition rate
Related applications:  High Intensity Sources OPCPA Systems

Table top TW-class OPCPA system driven by tandem femtosecond Yb:KGW and picosecond Nd:YAG lasers
Related applications:  OPCPA Systems