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飞秒激光器采用低温冷却的好处
时间:2019-05-09 15:55  点击: 0  字体:

KMLabs使用紧凑型氦气低温冷却系统或液氦低温冷却系统。该冷却系统结构紧凑,完全互锁,免维护,并可根据需要配置为高级减震系统,以满足要求特殊应用的需求,例如CEP稳定系统。

 

所有KMLabs系列放大器均采用激光放大晶体的低温冷却。KMLabs在单级钛宝石超快放大器系统中拥有放大器低温冷却方面的专利。该专利也适用于多级系统中的第一个放大级。虽然其他供应商可以并且确实在第二或后续放大阶段使用低温冷却,但其益处远低于在第一级实施低温冷却时的益处。这种系统设计赋予了KMLabs提供多种重复频率和多样化功率系统的独特能力。

 

无论是在再生放大器还是多通放大器中,第一级放大器是对有害的热透镜效应影响最为敏感的。这是因为在第一级放大时,激光光斑尺寸较小和并且需要多次通过增益晶体。虽然在不进行低温冷却的情况下稳定泵浦功率大于20W的第一级放大器是可能的,但是整个系统的运行会受到严格的限制,如果不进行光路重新准直,系统只能运行在某个特定的功率水平下,即只能在某个特定的能量和重复频率下运行。而且,即便如此,更高阶的像差在这个泵浦功率水平下仍然存在,这会严重限制了光束质量。虽然空间滤波可以恢复光束质量,但是需要以激光效率为代价。

 

低温冷却的优点非常显着,而且实施它的技术简单、可靠且成本效益高。将钛宝石晶体冷却至50-80K就可以使得被放大光束的热致畸变降低超过200’。泵浦功率为25W时,热透镜在室温下相当于2.5厘米的透镜,但是在77K时,却相当于大于10米的透镜。在泵浦功率为100瓦时,热透镜在300K时小于1厘米,但在77K时仍为数米。


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