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标题: 提供美国KMLabs公司飞秒激光振荡器、窄脉宽高能量飞秒激光器、稳频飞秒激光器、飞秒再 [打印本页]

作者: 82851981 时间: 2012-2-18 18:32
标题: 提供美国KMLabs公司飞秒激光振荡器、窄脉宽高能量飞秒激光器、稳频飞秒激光器、飞秒再
本帖最后由 82851981 于 2012-7-11 14:43 编辑

提供美国KMLabs公司飞秒激光器、飞秒激光振荡器、窄脉宽高能量飞秒激光器、稳频飞秒激光器、重复频率稳定飞秒激光器、腔倒空飞秒激光器、飞秒再生放大器、高功率多通放大器（一级放大、二级放大）、非线性光参量放大器、极紫外超快发射源、极紫外光源、X射线光源、软X射线源、超快激光及附件，超快激光显示、测量和超快激光元器件、阿秒应用超快激光器、阿秒分析飞秒激光器、超强物理飞秒激光器、超快微米、纳米机器加工，非线性光学、纳米光子学和生命科学应用的理想工具。
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KM Labs 公司简介：
KM Labs 公司主要专注于低温制冷、高功率输出的飞秒激光器及放大系统。同时还能提供全世界唯一的超高能量相位稳定超快激光系统，在阿秒及超强物理应用领域具有独特的优势。
KMLabs领先技术主要包括：1、极高的平均功率超快激光器系统；2、10fs超快激光；3、低温冷却技术；4、高平均功率的超快激光器相位稳定技术。
低温冷却技术具有其独特的优点，热透镜焦长在不同温度下有较大不同，而热透镜效果对放大脉冲的扰动是很大的，因而对晶体温度的控制可以有效的降低热透镜效应对放大脉冲的影响，从而产生更加稳定的、功率更高的激光。
低温冷却放大器热透镜消除的优点：1）Ti:sapphire放大系统的泵浦功率可以增加1-2个数量级。Ti:sapphire放大系统的泵浦效率可以增加到2倍。2）在消除高阶色差和改善光斑空间质量方面，比起补偿法的设计，消除热透镜效应的设计是相当成功的。3）与热透镜补偿法相比，消除热透镜的低温冷却系统更易于改变泵浦功率。4）在补偿技术中，放大系统泵浦功率的改变需要重新校正光路，而使用低温冷却放大系统的DRAGON激光重频、泵浦功率可以随意改变。5）Dragon system有相当大的空间用于增加泵浦功率。6）把ti:sapphire crystal封装在超净真空低温保持器中，可以减少因灰尘堆积物对晶体产生的持续影响。
载波包络相移（CEP）稳定技术也具有其独特的优势：1）KMLabs的振荡器和放大系统分别使用了Menlo Systems的XPS-800系统和APS-800 f-2f interferometer系统。 2） KMLabs的展宽和压缩技术、低温冷却技术能够配合的很好，并且获得相当稳定的CEP。3）稳相稳定技术的使用，可以使放大系统输出更高的平均功率和单脉冲能量。
2009年12月20日记：KMLabs 超快钛宝石飞秒激光振荡器主要包括Griffin系列、Cascade系列和Halcyon，且各有特点，和其它公司同类产品相比，不仅在性能上更优越，而且在可靠性和性价比上也具有非常大的优势，KMLabs 超快Ti:Sapphire Oscillators主要包括GriffenTM/CascadeTM/HalcyonTM系列，且各有特点，具有绝对优势的价格、多样功能、卓越性能等特点。

■ 飞秒激光振荡器
飞秒激光振荡器特点：◆一体化的飞秒激光振荡器◆ 12fs 的激光输出◆具有高性价比                               ◆使用方便简单◆脉宽在<10fs－<25fs范围内可调◆中心波长在700nm－900nm范围内可调◆3nJ－10nJ的单脉冲能量◆80MHz－100MHz的重复频率◆可通过计算机控制中心波长和带宽
应用领域：◆稳频领域◆双光子成像◆THz 产生◆光学相干成像◆高阶谐波产生◆种子源
Swift系列Ti:sapphire激光器是KMlabs以15年的经验研发出的一款密封的高稳定飞秒激光器。8小时工作功率稳定度<0.5% rms，指向稳定度<5urad rms，噪声<0.08% rms。且最小脉宽<12fs，中心波长750nm～840nm可调，重复频率76MHz,功率350mW～1W，是一款性能指标卓越的振荡器。
Griffin钛宝石飞秒振荡器的优势是显而易见的，光谱可调不仅能让客户获得适合自己的光谱也可以调制出适合放大器的最优化光谱，同时Griffin钛宝石飞秒振荡器也可以和低扰动载波包络相移（CEP）稳定系统配合的很好。
Griffin独特的性能包括：
  • 产生超短脉冲，具有最短>70nm，典型>90nm的带宽。
  • 中心波长在800nm时，使用合适的色散补偿，产生10fs脉冲。
  • 使用高质量532nm的连续的、泵浦功率5.5W的泵浦光（Coherent Verdi, Spectra-Physics Millennia, Laser Quantum Finesse),输出>550mW，15fs脉宽的激光。
  • 使用CEP稳定系统的Griffin是建立在具有积极温控系统的隔离电路板上的。
  • 基于色散补偿棱镜的振荡器，和CEP稳定系统完美的搭配，与色散补偿镜相比，更不易收到泵浦光强波动影响。
  • CEP稳定系统锁定Griffin的相位扰动小于50mrad。
  • 具有电动棱镜和狭缝可调的带宽电子调控系统。
  • 改变转换极限脉冲周期（<10fs到>45fs）。
  • 控制光子能量的不确定性。
  • 实时控制功率、带宽、中心波长，使之达到平衡，以满足各种应用。

型号 Swift-3 Swift-5 Swift-7 Swift-10
脉冲宽度 <12fs（中心波长不可调）<15fs（中心波长 780-810nm）<25fs（中心波长 750-840nm）
中心波长 750-840nm（可选择 700-900nm）800nm 处带宽 >70nm FWHM （典型 >90nm）
70nm 带宽时功率 [ 单脉冲能量 ]
最高 350mW[4.6nJ] 最高 550mW[7.2nJ] 最高 750mW[9.9nJ] 最高 1W[13nJ]
>70nm 带宽时功率 [ 单脉冲能量 ]
最高 250mW[3.3nJ] 最高 450mW[5.9nJ] 最高 650mW[8.6nJ] 最高 900mW[12nJ]
重复频率 76MHz
功率稳定度预热 30 分钟后工作 8 小时的稳定度为 1%RMS
外型尺寸 75×30×10cm 泵浦源 3W 5W 7W 10W

型号 Griffin-3  Griffin -5 Griffin -7 Griffin -10  Griffin
脉冲宽度 <12fs（中心波长不可调）<15fs（中心波长 780-810nm）<25fs（中心波长 750-840nm）
中心波长 750-840nm（可选择 700-900nm）
800nm 处带宽       >70nm FWHM （典型 >90nm）70nm 带宽时功率
[ 单脉冲能量 ] 最高 350mW[3.9 nJ] 最高 550mW[6.1 nJ]  最高 750mW[8.3 nJ] 最高 900mW[10 nJ]
由泵浦光决定 >70nm 带宽时功率 [ 单脉冲能量 ]
最高 250mW[2.8 nJ] 最高 450mW[5.0 nJ] 最高 650mW[7.2 nJ] 最高 900mW[8.3 nJ]
重复频率 80MHz-100MHz 由客户定
泵浦源 3W 5W 7W 10W 不包含

Swift Griffin 选项：
◆ 可提供 CEP（载波包络相位）稳定选项。                                           ◆ EPPR：可选择棱镜对用于腔外压缩脉冲宽度。
◆ PER-R-532:：偏振旋转潜望镜用于泵浦光调节。
◆ PER-M-532：偏振保持潜望镜用于泵浦光调节。
◆ PER-ENCL：潜望镜筒。

■重频稳定飞秒激光器 Halcyon
Halcyon超快振荡器的特点：
1）重复频率可根据用户的参考信号锁定
2）脉宽在Sub-15fs－Sub-25fs范围内可调
3）中心波长700－900nm
4）重复频率76MHz－95MHz
产品参数：
型号Halcyon
脉冲宽度
<12fs（中心波长不可调）
<15fs（中心波长 780-810nm）
<25fs（中心波长 750-840nm）
中心波长 750-840nm（可选择 700-900nm）
800nm 处带宽 >70nm FWHM （典型 >90nm）
功率和单脉冲能量由泵浦光决定
重复频率 76MHz-95MHz 由客户参考信号源决定
泵浦源不包含
参考信号 2500MHz ～ 3000MHz 客户提供参考谐波信号
频率波动 <200fs RMS

■腔倒空飞秒激光器 Cascade
Cascade系列超快振荡器的特点：
1）Sub－15fs的脉宽
2）标准的倒空频率：40kHz，80kHz，200kHz，400kHz，800kHz，2MHz，4MHz
3）可选的倒空频率：1kHz，2kHz，5kHz，10kHz，20kHz，50kHz，100kHz
4）锁模模式下的重复频率：80.5MHz（无倒空输出）
5）中心波长770nm－810nm
6）腔倒空时单脉冲能量>30nJ，锁模时单脉冲能量>3nJ
产品参数：
型号 Cascade-5 Cascade
脉冲宽度 <15fs（中心波长 780-810nm）
中心波长 770-810nm
800nm 处带宽 >65nm FWHM （典型 >90nm, 最小可做到 50nm）
功率和单脉冲能量       非倒空状态下 350mW[4.3nJ]
重复频率非倒空状态下 80.5MHz
泵浦源 5W不包含
标准重复频率 40KHz，80KHz，200KHz，400KHz，800KHz，2MHz，4MHz
重复频率选项 1KHz，2KHz，5KHz，10KHz，20KHz，50KHz，100KHz
腔倒空能量 >30nJ

■飞秒再生放大器 Wyvern
美国KMLabs公司的WyvernTM系列激光器是一个完整的单箱单级再生放大系统，包含了钛宝石振荡器，再生放大器，和两个泵浦激光器。该系统可以实现从45fs到135fs的快速和方便的脉冲宽度控制，能提供在同类单级和单箱放大系统中前所未有和无与伦比的技术表现。其中Wyvern-1000的激光脉冲能量可达5mJ，脉宽<45fs，重复频率达10kHz，M2值<1.3。
　　由于具有短脉冲，高能量和良好的光束质量等优点，WyvernTM系列激光系统非常适用于OPA, NOPA, 倍频和白光产生等非线性光学应用。其他重要应用还包括超快成像，THz光谱和材料加工等。
Wyvern 系列飞秒再生放大器以高指标著称，最高能实现 1MHz 重复频率，单脉冲能量从 μJ-20mJ，脉冲宽度 <45fs，能够实现目前最高的单级平均功率。应用：超精细微加工，非线性光学。
KMLabs公司的Wyvern系列再生放大器是一套完整的、单箱激光系统，包括钛宝石激光振荡器、再生放大器、泵浦源都封装在一个箱子里。Wyvern的短脉冲、高能量、优异的空间轮廓等特点非常适合非线性光学应用，例如，产生高效的白光。
Wyvern系列再生放大器使用了DPA(Downchirped pulse amplification)专利技术，这是全球首次将这一技术用于商业激光器系统。与CPA(chirped pulse amplification)技术相比，它有更多的优势：1）DPA比传统CPA的效率高45%；2）DPA比传统CPA更容易准直和维护；3）DPA比传统CPA的前期及后期花费更少；4）DPA有更优质的模式质量；5）DPA更少收到空间啁啾的影响；6）DPA比传统CPA更紧凑。
型号 Wyvern-1000 Wyvern-500 Wyvern-50 Wyvern-X Wyvern-Dual  stage
series
1MHz 下能量 — — — 1 或 2μJ
750KHz 下能量 — — — 2 或 4μJ
500KHz 下能量 — — — 3 或 6μJ
400KHz 下能量 — — — 3 到 7μJ
300KHz 下能量 — — — 4.2 到 8.4μJ
200KHz 下能量 — 9，18 或 27μJ — 5 或 10μJ
150KHz 下能量 — 15 到 60μJ 8 到 14μJ
100KHz 下能量 — 25 到 135μJ 12 到 35μJ
50KHz 下能量 250μJ 60 到 300μJ 30 到 60μJ
40KHz 下能量 300μJ
30KHz 下能量 500μJ 120 到 420μJ 50 到 120μJ
20KHz 下能量 1 mJ 190 到 630μJ 100 到 190μJ — 1 到 2.5 mJ
15KHz 下能量 1.3 mJ
10KHz 下能量 1 或 1.6 mJ 250，500 或 750μJ 150 或 200 — 2 到 5 mJ
5KHz 下能量 2 或 2.3 mJ — — — 3.5 到 8 mJ
3KHz 下能量 3.3 或 3 mJ — — — —
1KHz 下能量 5.5 或 4.2 mJ — — — 8.5 到 20mJ
光束质量 M2<1.3
ns 范围内的前脉冲对比度    >500：1  ns 范围内的后脉冲对比度    >200：1
偏振态水平
功率稳定度 <1%RMS
长期稳定性（8hrs） <1%RMS
光束直径～ 8mm

■光参量放大器（OPA）
Wyvern-OPA
技术指标
重复频率 100kHz 200kHz
功率（mW） 200 100
单脉冲能量（μJ） 2 0.5
脉冲宽度（fs） ≤ 100fs at ≤ 100kHz; ≤ 140fs at ≤ 250kHz
傅立叶变换极限＜ 1.5
脉宽稳定度（%RMS）＜ 2%
光谱带宽 FWHM（nm） 30-40
光束质量（M2）＜ 2
调谐范围（nm） 1100-1580（信号光）,1580-2680（闲频光）
OPA 晶体 BBO
重频范围（kHz） 50-250
偏振对比度＞ 100:1
脉冲对比度（ns time scale） 250:1（预脉冲）,100:1（后脉冲）
光斑尺寸（mm） 2mm

■高功率多通放大器 Dragon（一级放大）/RedDragon（二级放大）
Dragon系列超快行波放大器是目前市场上可得到的最高指标的超快放大器，也是KM Lab公司最具优势的产品。他们可以提供最高的平均功率和最短脉冲，同时具有优异的稳定性和可靠性的激光放大器。此外，KMLabs是目前可提供高功率CEP超快放大器的唯一厂家。
目前Dragon系列主要包括Dragon、Dragon HE 、Red Dragon、Red Dragon TW激光系统。Dragon在1KHz时脉冲能量达到5mJ，20KHz时达到250uJ，Red Dragon系列在1KHz、5KHz、10KHz单脉冲能量分别为20mJ、10mJ、1mJ，Red Dragon TW在10Hz时单脉冲能量达到1J。Dragon和Dragon HE  •Dragon TM激光器脉冲周期可以达到30fs，某种程度上是因为我们使用了多通放大技术，目前我们已经可以提供25fs周期的脉冲。相比之下，再生放大器需要大量的介质，那里更高的色散补偿致使输出脉冲周期很难低于35fs-40fs。低温冷却的使用  •低温冷却的使用有很多优点，与TE冷却相比，ti:sapphire放大器的输出功率提稿1-2个数量级，可以产生更高的单脉冲能量和重复频率。  •可以使用多种类型不同功率的泵浦源，客户可以根据自己的需要选择。  •低温冷却的使用消除了热透镜，热透镜不在需要光学补偿，因而可以实时调整重频，改变泵浦输入不需重新准直光路。  •大大的降低了准直补偿的风险。在没有消除热透镜情况下，调整重频和泵浦时需要准直系统光路，而准直过程中，功率需要最大，这种情况下对系统的损坏很大。  •泵浦效率至少增加50%。
Dragon系列超快行波放大器的特点：
1）采用低温冷却技术，使激光效率增加一倍
2）钛宝石晶体密封，受环境影响小
3）集成了所有的测量仪器
4）可实时调整光束质量
5）超短的激光脉宽输出，最短可达 25fs；
6）超高的单脉冲能量输出，最高可达 18mJ；
7）可提供目前最先进的相位稳定输出；
8）高重复频率输出，最高可达 20Khz；
9）可实现全电脑控制
10）功率输出稳定
可选项
◆ <30fs，<25fs，100fs 脉冲宽度可选
◆ 重复频率稳定
◆ CEP 载波包络相位稳定
◆ 电机控制
◆ 自动功率衰减
◆ 增强纳秒级对比度
◆ 不同的输出光斑可选
◆ 可转换成不同的波段 VUV / UV / VIS / NIR / MIR / LWIR
◆ EUV 发生器
◆ <10fs 的压缩器
◆ 白光发生器
脉冲间强度对比度（%RMS）       ＜ 1.0%
8 小时平均功率稳定度（%RMS）＜ 1.5%
外型尺寸（cm） 82×41×14
OPA 泵浦源 Wyvern

Dragon Dragon HE RedDragon RedDragon TW
放大级一级一级二级三级
重复频率 0.5kHz 到 20kHz 1kHz 到 3kHz 1kHz 到 3kHz 1Hz 到 20Hz
10Hz 下最大能量 / 功率 - 1J
1KHz 下最大能量 / 功率 3mJ/3w 5mJ/5w 20mJ/20w -
3KHz 下最大能量 / 功率 3mJ/9w 2mJ/6w 10mJ/30w -
5 KHz 下最大能量 / 功率 1.5mJ/7.5w - 10mJ/50w -
10 KHz 下最大能量 / 功率 1mJ/10w 3mJ/30w
20 KHz 下最大能量 / 功率 0.25mJ/5w - 1mJ/20w
脉冲宽度 <25fs 到 100fs <40fs <30fs,<25fs <30fs,<25fs
光束质量 M2<1.5
ASE 对比度 >10,000,000:1 >10,000,000:1 >10,000,000:1 >10,000,000:1
ns 范围预脉冲对比度 >1,000:1 ns 范围后脉冲对比度 >100:1
亚皮秒范围对比度（500fs） >1,000:1 >1,000:1
亚皮秒范围对比度（270fs） >300:1 >300:1
偏振态水平
偏振度 >100:1
功率稳定度 <1% RMS
8 小时长期稳定性 <1% RMS
指向稳定性 <20urad
低温制冷循环液氦循环液氦循环液氦 -
光斑直径～ 1cm ～ 2.2cm ～ 4cm
尺寸（cm） 60×180  (60×180)+(60×120)       可变
电源和控制器（cm）（W×D×H） 54×63×64 54×63×64 54×89×130 可变
压缩器（cm）（W×D×H）可变 59×54×66 可变可变

■非线性光参量放大器（NOPA）
Wyvern-NOPA
技术指标
重复频率 100kHz 200kHz
功率（mW）50 12
单脉冲能量（μJ） 2 0.12
脉冲宽度（fs） 5-15
傅立叶变换极限＜ 1.5
脉宽稳定度（%RMS）＜ 1%
光谱带宽 FWHM（nm） 30-150
光束质量（M2）＜ 2
调谐范围（nm） 475-700
倍频光（μJ） 3 1
SHG 晶体 BBO
NOPA 晶体 BBO
重频范围（kHz） 50-250
偏振对比度＞ 100:1
脉冲对比度（ns time scale） 250:1（预脉冲）,100:1（后脉冲）
光斑尺寸（mm） 2mm
脉冲间强度对比度（%RMS）       ＜ 1.5%
8 小时平均功率稳定度（%RMS）＜ 1.5%
外型尺寸（cm） 82×27×14
NOPA 泵浦源 Wyvern

XUUSTM - eXtreme Ultraviolet Ultrafast Source 极紫外超快发射源（软X射线）
获取EUV光源的途径有二：同步辐射和激光等离子体。同步辐射实际上是环形加速器
中做循环运动的高速电子经弯转磁体时，沿电子轨道切线方向上……。一般来说，EUVL 所采用的光源主要有EUV 点光源和同步辐射EUV 光源两种。光源EUV 光源的获取途径主要有同步辐射和激光等离子体两种。而KM Labs公司近期发展出的XUUS技术作为一种新型的极紫外光源产生技术则为X射线研究开辟了一种新途径，其原理是利用一种独特的倍频结合相位匹配、相位选择技术以产生极紫外波，具体可参见KMLabs网站：http://www.kmlabs.com/extreme.htm。
XUUS系统可以讲高功率多通放大器 Dragon（一级放大）/RedDragon（二级放大）输出的红外信号转化为极紫外光或软X射线，这样产生的极紫外光源为类似于激光的完全相干光，可用于极紫外光刻、测量、无透镜成像、高空间/时间分辨率泵浦透镜实验。
提供极紫外光源、X射线光源、软X射线源。应用于1)纳米电子器件的实验室制作;2)纳米电子工业的光刻和工艺优化（如光刻胶优化）；3)作为比同步辐射更强烈的光源用于表面物理和表面化学分析研究。
XUUS系统的特点：
1）针对高功率多通放大器 Dragon（一级放大）/RedDragon（二级放大）的优化设计；
2）工程化的元件设计，经久耐用
3）为科学界提供标志性的新型科研设备
4）在惰性气体中利用高次谐波（HHG）参数及紫外光（EUV）
5）选择惰性气体时的相位匹配转换
6）虽然不能任意可调，但能够让用户进行波长选择
7）高度相干的类似于激光的软X射线源
8）用户能够在26 eV (47 nm) and 95 eV (13 nm)之间选择波长
9）红外光束触发
10）气体较准系统

具体的产品有：超快激光选配件
Eclipse  电光调制器
Beam Steering  光束导向器
EPPR: Extracavity Prism Pair       腔外棱镜对
STRC: Pulse Stretcher & Compressor Pair脉冲展宽 / 压缩器
Filter Wheels 过滤转轮

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