飞秒皮秒脉冲时域对比度和脉宽同时测量,自相关仪pulseCheck SM Type II可以!

创业   2024-05-21 17:24   北京  

不同类型的激光器在脉冲能量方面具有不同的脉冲基座?对于某些激光器,这个基座可能占总脉冲能量的相当大部分,高达40%,并且长达几百皮秒(如下图)。要了解激光器有多少基座,您需要一台高对比度的自相关仪,例如pulseCheck SM Type II。借助它,您可以测量脉冲对比度高达七个数量级(峰值到基线)和脉冲持续时间高达1ns!







时域对比度

时域对比度(Temporal contrast)为飞秒脉冲主脉冲峰值功率和前后一定时间尺度范围内的次脉冲峰值功率的比值!时域对比度和脉宽一样是飞秒激光器和皮秒激光器的重要技术指标之一!如下图,其中红色和蓝色的曲线代表了不同飞秒激光器的时域能量分布自相关信号曲线。自相关测量采用高斯拟合(Gauss Fit)的飞秒脉宽,可以看出,虽然脉宽一样,但是时域对比度差别非常大,这两个飞秒激光器的品质存在着本质的差别!

图1,自相关信号对比图,红蓝两色代表2款飞秒激光器,

脉宽一致,但时域对比度相差很大,这2款飞秒激光器品质差别很大






时域对比度对飞秒皮秒激光应用的重要影响

在绝大多数飞秒皮秒激光应用的场景下,如飞秒微纳加工,飞秒选择性加工,飞秒生物学加工,飞秒脉冲泵浦探测等,时域对比度是一个非常重要的问题!因为,飞秒激光脉冲峰值功率很高,即使万分之一能量的预脉冲能量足以让对材料发生作用,足以对探测器产生响应!比如,在飞秒激光视力校正手术中,低时域对比度的飞秒脉冲会对眼球造成烧伤,是很大的问题!






时域对比度的测量

时域对比度包括预脉冲,后脉冲,基底等能量形成的。不同技术路线的飞秒激光器时域对比度有很大的差别,比如,商业化的钛宝石飞秒再生放大器时域对比度在103-104, 掺Yb+的光纤飞秒激光器时域对比度在102-104。同一品种的飞秒激光器时域对比度也有很大的差别。所以测量飞秒激光器的时域对比度是很必要的,但是市场上商业化的测量时域对比度的仪器很少!德国APE公司的自相关仪pulseCheck SM Type II可以同时测量时域对比度和脉宽!是非常经济可靠的时域对比度测量工具!注意APE公司的其他自相关仪不能测量时域对比度!






自相关仪pulseCheck SM Type II技术指标

可测脉宽
100fs-400ps
可测时域对比度范围
106(重复频率10Hz-100KHz),107(>100KHz)
波长范围(NIR Optics-Set)
700-1200nm,(其他波段可选)
内置探测器类型
PD(其他探测器可选)
扫描延迟精度
1fs,  25fs(高时域对比度测量)
最大时域范围
1000ps(25fs延迟精度时)
测量模式
共线,非共线
输入模式
自由光输入,输入孔径 6mm
SHG相位匹配调谐
软件自动匹配
输入偏振态
线偏振(水平或垂直)
软件
随机提供,实时显示脉宽
接口
USB.  Ethernet
远程控制
可以,通过TCP/IP(SCPI指令)通讯协议
校准
提供NIST可溯源校准证书
 图2,pulseCheck SM Type II测得的自相关信号图,其中深蓝的自相关信号,黄色为高斯拟合得出的脉宽测量结果。所测为1030nm, 280fs, 40mW, 1MHz的某光纤飞秒激光器。注意测量时域对比度的时间采用窗口为1000ps
图3 普通自相关仪采用高斯拟合算法测得的图2所示的飞秒激光脉宽。时域对比度被忽略





自相关仪pulseCheck SM Type II和pulseCheck SM的差别
APE公司基础自相关是pulseCheck系列,pulseCheck SM是长光学扫描延迟性自相关仪系列,可以测到最大400ps的脉宽,pulseCheck SM Type II是时域对比度测量的自相关仪型号!pulseCheck SM Type II通过光束起偏输入并用Type II相位匹配倍频来采集自相关信号的特殊设计的自相关仪。如下图所示: 
图4,pulseCheck自相关仪,采用Type I倍频相位匹配采集自相关信号
图5,pulseCheck SM Type II自相关仪,采用Type II倍频相位匹配采集自相关信号





关于德国APE公司
德国APE公司成立于1992年,位于柏林,是世界上最大的飞秒测量诊断仪器和超快光参量振荡器的制造商,公司旗下的自相关仪已经形成行业标准,是最普及的飞秒脉宽测量仪器。其中APE公司的皮秒OPO排他性的在非斯塔克斯拉曼光谱(CARS)领域取得成功!全世界有超过50个研究组在由APE公司的皮秒OPO做CARS和CRS(相干拉曼光谱)方面的研究。近期,德国APE公司发表一篇名为《Controlling ultrafast laser writing in silica glass by pulse temporal contrast》的文章。有关如何使用不同激光器设置控制和利用脉冲对比度的示例,可点击下方“阅读原文”阅读Peter Kazansky(Heriot-Watt University)的论文















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脉动科技是国内最大的高端激光器代理商。公司一直致力于国外先进激光器,光电子产品的代理、销售、技术服务和进口业务,服务于国内外高端科研和先进工业市场。所代理的产品囊括激光器的大多数品种和主流品牌。我们是您值得信赖的合作伙伴,我们专注于激光……
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