| | 一、低温冷却技术的使用
 | | KMLab是第一家发展低温冷却、高平均功率激光放大系统的超快激光器生产公司。到目前为止，公司已经给客户提供过最高平均功率的低温冷却系统，在这一技术上积累了多年经验，技术相当成熟。 | KMLabs领先技术主要包括：
• 极高的平均功率超快激光器系统
• 10fs超快激光
• 低温冷却技术
• 高平均功率的超快激光器相位稳定技术 |
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二、低温冷却技术的优点
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：
• 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。
• 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。
• 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。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。
• Dragon system有相当大的空间用于增加泵浦功率。
• 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。
| | | 不同温度下Ti:sapphire crystal的热透镜焦长随泵浦功率的变化 |
三、载波包络相移（CEP）稳定技术的使用
• 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。
• 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。
• 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。 | | APS f-2f采集的光谱及1小时内的载波包络相移的偏差 |
四、超快振荡器
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。
Griffin超快振荡器
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。
| | Griffin钛宝石激光振荡器 | | 可调的光谱范围 |
Griffin基本参数表
| Griffin | 参数 | 备注 | | 脉冲周期 | <10fs | 中心波长不可调 | | <15fs | 中心波长780nm-810nm | | <20fs | 中心波长750nm-840nm | | 中心波长 | 780nm-840nm | 选项720nm-900nm | | 800nm处带宽 | >70nm FWHM（保证） | >90nm FWHM (典型) | | 90MHz时平均功率及脉冲能量输出 | 400-550mW [4.4-6.1nJ]*
300-450mW[3.3-5.0nJ]
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70nm FWHM
>70nm FWHM
| | 重复频率 | 90MHz | 其他选项 | | Pump Laser | | | | Griffin | 5W CW 532nm, Ar+ | User-provided | | Griffin-F | Laser Quantum Finesse 5W |
Single Box incl. pump,
diagnostic
| | Griffin-M | Spectra Physics Millenia 5W | Single Box incl. pump, diagnostics* |
Cascade超快振荡器
| | Cascade超快激光器 | 使用Cascade激光（黑色，30nJ）产生白光（蓝色） |
| Griffin | 参数 | 备注 | | 脉冲周期 | <15fs | | | 中心波长 | 770nm-810nm | ≥65nm FWHM | | 800nm处带宽 | ≥65nm FWHM(保证) | >90nm FWHM | | 最小带宽 | ~55nm FWHM | 选项720nm-900nm | | 腔倒空能量 | >30nJ | | | 标准重频 | 90MHz40kHz, 80kHz, 200kHz, 400kHz, 800kHz, 2MHz, 4MHz
| | 重频选项-1KHz | 90Mhz1kHz, 2kHz, 5kHz, 10kHz, 20kHz, 50kHz, 100kHz Pulse 其他选项 | | 光谱控制 | 手动或电动 | 二者皆有 | | Pump Laser | | | | Cascade | 5W CW 532nm, Ar+ | User-provided | | Cascade-F | Laser Quantum Finesse 5W |
Single Box incl. pump, diagnostic
| | Cascade-M | Spectra Physics Millenia 5W | Single Box incl. pump, diagnostics* |
Halcyon超快振荡器
| Halcyon | 参数 | 备注 | | 脉冲周期 | <15fs | 中心波长780nm-810nm | | <25fs | 中心波长750nm-840nm | | 中心波长 | 750nm-840nm | 选项<750nm,>840nm | | 800nm处带宽 | >70nm FWHM | >90nm FWHM | | 输出平均功率90MHz | 400-550mW [4.4-6.1nJ] | 70nm FWHM | | 300-450mW [3.3-5.0nJ] | >70nm FWHM | | 重复频率 | 76MHz-95MHz | 依客户参考信号定 | | 参考信号 | 2500MHz-3000MHz | 稳定的参考信号源 | | 扰动 | <200fsRMS | 要求干净的参考信号源 |
五、Wyvern系列超快再生激光放大器
KMLabs公司的Wyvern系列再生激光放大器是一套完整的、单箱激光系统，包括ti:sapphire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 、良好的空间轮廓等特点非常适合非线性非线性光学应用，特别是可以产生有效的白光。
DPA专利
Wyvern系列再生激光放大器使用了DPA(Downchirped pulse amplification)平台专利，第一次将这一技术用于商业激光器系统。与CPA(chirped pulse amplification)技术相比有更多的优势：
•DPA比传统CPA的效率高45%。
•DPA比传统CPA更容易准直和维护。
•DPA比传统CPA的前期及后期花费更少。
•DPA保持更优质的模式。
•DPA更少收到空间啁啾的影响。
•DPA比传统CPA更紧凑。
| | Wyvern系列再生激光放大器 | | 白光产生 |
| | Wyvern使用OPA\NOPA产生可见光可红外光 |
| 高重频再生放大器 | Wyvern-7 | Wyvern-20 | Wyvern-500 | Wyvern-1000 | | 重复频率 | <250kHz | <250kHz | <50KHz | <10KHz | | 单脉冲能量200kHz | 3uJ | 5uJ | - | - | | 单脉冲能量100kHz | 7uJ | 20uJ | - | - | | 单脉冲能量50kHz | 7uJ | 20uJ | 300uJ | - | 单脉冲能量30kHz
| - | - | 600uJ | - | 单脉冲能量1kHz
| - | - | - | <6mJ | | 脉冲周期 | <30fs\<40fs\<50fs,130fs,多种选项 | | 光束质量M2 | <1.3 | | 前脉冲对比度（ns尺度） | >500:1 | | 后脉冲对比度（ns尺度） | >250:1 | | 偏振性 | 水平 | | 偏振度 | >100:1 | | 功率稳定行 | <0.5%RMS | | 长期稳定性（8小时） | <1%RMS | | 光斑直径 | ~8mm | ~8mm | ~10mm | ~15mm |
Wyvern系列再生激光放大器主要特性：
•产生带宽>20nm的超短脉冲。
•脉冲周期选项，<30fs\40fs\50fs\130fs。
•输出功率>20W(30KHz)、>2W(100KHz)、>6W（1KHz）。
•高功率输出（包括低温冷却的使用）。
•DPA或者CPA。
•与频率转换理想的配合，从200nm-20um。
•单箱一体化设计，强健的结构满足天天使用。
•电脑界面友好、容易操作、DragonMaster 软件，可以改变重频、诊断系统、根据实验需要最优化系统。
•优质的光束质量
Wyvern应用：
•高次谐波产生（HHG）
•飞秒化学
•微加工
•DUV/VUV产生
•超快外科手术
•光谱学
•泵浦探测
•飞秒限幅 六、Dragon系列超快多通道激光放大器
Dragon系列超快激光器目前是市场上具有最高平均功率、最短脉冲的ti:sapphire激光系统。可以实时改变重频，无需光学准直。Dragon系列超快激光器适合多种不同泵浦激光泵浦，输出脉冲重频在1-20kHz。
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系列早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%。
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Dragon系列激光器参数
| 飞秒放大器 | Dragon | Dragon HE | Red Dragon | Red Dragon TW | | 放大级数 | 1 | 1 | 2 | 3 | | 重复频率 | 0.5kHz-20kHz | 1kHz-3kHz | 1kHz-20kHz | 1Hz-20Hz | | 最大脉冲能量（10Hz） | - | - | - | 1J/10HZ | | 最大脉冲能量/功率(1KHz) | 3mJ/3W | 5mJ/5W | 20mJ/20W | - | 单脉冲能量30kHz
| - | - | 600uJ | - | 最大脉冲能量/功率(3KHz)
| 3mJ/9W | 2mJ/6W | 10mJ/30W | - | | 最大脉冲能量/功率(5KHz) | 1.5mJ/9W | - | 10mJ/30W | - | | 最大脉冲能量/功率(10KHz) | 1mJ/10W | - | 3mJ/30W | - | | 最大脉冲能量/功率(20KHz) | 0.25mJ/5W | - | 1mJ/20W | - | | 脉冲周期 | <25fs-100fs | <40fs | <30fs,<25fs | <30fs,<25fs | | 光束质量M2 | <1.5 | | ASE强度对比 | >10,000,000:1 | | 前脉冲对比（ns尺寸） | >1,000:1 | | 后脉冲对比（ns尺寸） | >100:1 | | 脉冲对比（ps尺寸,500fs） | >1,000:1 | | 脉冲对比（ps尺寸,270fs） | >300:1 | | 偏振性 | 水平”p” | | 偏振度 | >100:1 | | 功率稳定性 | <1%RMS | | 长期稳定>8h | <1%RMS | | 光斑发散 | <20urad | | 低温冷却剂(每一个晶体) | Closed Loop HE Gas | Closed Loop HE Gas | Closed Loop HE Gas | - | | 光斑直径(1/e2) | ~1cm | -1cm | -2.2cm | -4cm | | 放大器尺寸cm | 60×180 | 60×180 | 60×180加上60×120 | 可变 | | 电子设备架W×D×H cm | 53×63×64 | 53×63×64 | 54×89×130 | 可变 | | 低温压缩W×D×H cm | 可变 | 59×54×66 | 可变 | 可变 |
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