leysop RTP普克爾斯盒/用于高重復率調(diào)Q及脈沖選擇

背景
在電光領域,真正具有突破性的材料研發(fā)實屬罕見。而新型電光材料RTP的誕生正是這樣的里程碑事件。那么這種材料有何特殊之處?首先,無論是沿X方向傳播的光束,還是沿電光性能更優(yōu)的Y方向傳播的光束(電場沿Z方向),RTP都能展現(xiàn)出顯著的電光效應。其光學透明波段覆蓋約400nm至4μm以上,尤其重要的是——對于腔內(nèi)激光操作而言,該材料具有卓越的抗光損傷能力,在1064nm波長、1ns脈沖條件下功率耐受值可達~1GW/cm2。

這些特性固然出色,但真正令RTP脫穎而出的,是其直至200kHz(甚至可能更高)頻率范圍內(nèi)幾乎完全不存在壓電共振現(xiàn)象。目前這一結論受限于我們的測量設備能力范圍,但毫無理由懷疑其在此之上的優(yōu)異表現(xiàn)(若驅(qū)動條件允許)。這一卓越特性為激光制造商開辟了新天地:過去他們要么受限于BBO電光調(diào)Q開關30kHz的工作頻率上限,要么被迫在更高頻率下使用響應速度慢得多的聲光調(diào)Q開關(其固有調(diào)Q脈沖寬度更長)。如今,突破30kHz頻率壁壘而不必犧牲脈沖寬度已成為可能。

與BBO的對比不可避免,但我們并非暗示RTP是激光應用的萬能解決方案。恰恰相反,只有在充分理解其局限性的前提下,才能發(fā)揮其在電光調(diào)Q開關中前所未有的性能優(yōu)勢。RTP與BBO在調(diào)Q應用中的核心差異體現(xiàn)在實際可用的平均功率水平上——這并非指抗光損傷能力(事實上RTP的抗損傷性能優(yōu)于大多數(shù)電光材料,僅次于BBO),而是源于調(diào)Q開關本身的設計特性。

與BBO中光束沿材料光軸傳播不同,RTP中的光束沿X或Y軸傳播時都會產(chǎn)生雙折射效應。常規(guī)補償方法是采用光學厚度匹配的雙晶體結構,通過90°交叉排列使第一塊晶體中沿X軸偏振的光束在第二塊晶體中轉(zhuǎn)至Z軸偏振。這樣第一塊晶體中的”慢光”在第二塊中轉(zhuǎn)為”快光”,理論上整體靜態(tài)雙折射得以抵消。但該補償機制并不完美——即使采用最佳匹配的晶體組,在高功率光束通過時仍會出現(xiàn)雙折射抵消失效。這是因為晶體中雖極其微弱但仍不可忽視的光吸收會導致局部熱效應差異,從而破壞雙晶體補償平衡。除非采用動態(tài)可調(diào)偏置裝置,否則消光比的下降將影響激光性能。因此我們認為,RTP最適合中等平均功率的激光源應用場景——當高重復頻率和短調(diào)Q脈沖寬度比高平均功率更具優(yōu)先級時。

相較于BBO,RTP的最大優(yōu)勢在于更強的電光效應:1064nm波長下,3mm孔徑BBO晶體的半波電壓約7kV,而同等尺寸RTP晶體僅需1,300V??紤]到二者電容值相近,RTP器件的功耗僅為BBO的十分之一強。

對于所有新材料,我們都建議用戶通過實際系統(tǒng)測試來探索RTP的性能邊界。

技術規(guī)格

參數(shù)數(shù)值
1064nm透過率>98.5 – 99.0%
可選孔徑3mm/4mm/6mm/9mm
1064nm典型半波電壓(X切)對應孔徑分別為1,300V/1,750V/2,600V/3,500V
對比度>20dB(可達~30dB)
接收角>1°
損傷閾值1064nm波長10ns脈沖下>600MW/cm2
常用波長650-1000nm(BBAR)、1030/1064nm、1550nm、1950nm
物理尺寸參見側邊欄接口圖紙

“高重復頻率普克爾斯盒調(diào)Q確實令人心動”,但您可能會問”如何驅(qū)動它?”點擊側邊欄鏈接查看Leysop配套提供的100kHz調(diào)Q驅(qū)動器方案。

緊湊封裝版本
我們還可提供直徑25mm緊湊型封裝的3mm/4mm孔徑版本。理論上6mm晶體也能適配該封裝,但內(nèi)部空間較為局促,故非首選方案。

應用領域
除高重復頻率調(diào)Q外,RTP普克爾斯盒另一主要應用是脈沖挑選——將ps/fs鎖模激光器典型的80-100MHz輸出降至更低重復頻率,例如用于再生放大器輸入或匹配實驗數(shù)據(jù)速率。該應用既支持固定頻率也支持隨機脈沖序列模式。超高速脈沖挑選可能需要大功率驅(qū)動器,盡管RTP器件本身功耗較低。我們推薦德國BME KG公司的高性能驅(qū)動器(其高速普克爾斯盒驅(qū)動技術獨步業(yè)界),與之合作我們已實現(xiàn)20MHz連續(xù)脈沖挑選系統(tǒng)。

針對亞納秒上升時間應用,我們還提供適配50Ω阻抗脈沖驅(qū)動器的專用RTP普克爾斯盒版本。

配套設備推薦
理想配套放大器方案:
? 100kHz RTP調(diào)Q驅(qū)動器 PCD-3000:專為RTP優(yōu)化的100kHz驅(qū)動器
? M1000電光調(diào)制器高壓放大器:輸出電壓>1000V,帶寬1MHz
? M2500電光調(diào)制器高壓放大器:中檔性能,2500V輸出,~600kHz帶寬


Related posts