REUS. Фемтосекундные усилительные системы на титан-сапфире

Регенеративные и многопроходовые лазерные усилительные системы серии REUS на кристаллах сапфира с титаном построены на принципе усиления чирпированных импульсов (англ. chirped pulse amplification, CPA) — фемтосекундые лазерные импульсы формируются в задающем генераторе, предварительно растягиваются в стретчере, усиливаются до необходимой энергии и затем сжимаются в компрессоре обратно до фемтосекундной длительности. Усилители REUS комплектуются селектором импульсов на основе ячейки Поккельса, который существенно улучшает контраст и позволяет управлять последовательностью выходных импульсов, понижать частоту следования и реализовывать режим «импульс по запросу». Системы REUS могут выполняться как в виде единого модуля с встроенным задающим генератором и лазером накачки, так и в виде отдельного усилителя.

В зависимости от требований заказчика к длительности импульса и выходной энергии в систему может устанавливаться как твердотельный задающий генератор, так и компактная волоконная система. На заказ возможна разработка систем под требования заказчика в более широких пределах возможных значений, а также адаптация существующих моделей под уже имеющиеся задающий генератор и лазеры накачки усилительных каскадов.

По желанию заказчика возможен апгрейд усилительной системы до тераваттного уровня с выходной энергией до 500 мДж (с частотой следования импульсов 10 Гц) за счет добавления дополнительных каскадов усиления.

- cелектор импульсов на основе ячейки Поккельса для улучшения контраста и управления выходной последовательностью с помощью внешнего сигнала (ставится по умолчанию);
- внешний пульт для ручного управления лазером в режиме одиночных импульсов;
- модульная конфигурация системы — подсистемы усилителя могут быть выполнены в виде отдельно стоящих модулей;
- встроенный ослабитель энергии на основе полуволновой пластинки;
- капиллярный компрессор, выполняется в виде отдельного модуля, устанавливаемого на выходе усилительной системы. Позволяет получить импульсы длительностью до 6 фс;
- встроенный генератор гармоник.

Усилители какого типа используются в таких системах?
В качестве первого каскада всегда используются регенеративные усилители с резонатором. Второй и следующие каскады выполняются в виде многопроходовых усилителей.

Входит ли в комплект лазерной системы задающий генератор и лазеры накачки?
Модели, перечисленные в таблице спецификаций (кроме версии REUS-C по ТЗ заказчика), обычно включают в себя задающий генератор и лазеры накачки, т. е. поставляются под ключ. Однако, возможна поставка и без задающего генератора и/или лазеров накачки (версии основных моделей или заказная спецификация REUS-C). Все остальные подсистемы (стретчер, компрессор, изолятор Фарадея, непосредственно усилитель и пр.) являются неотъемлемыми частями усилителя и входят в комплектацию, если иное не оговорено при постановке ТЗ.

Совместимы ли модели без задающего генератора с лазерами других производителей?
Да, усилительные системы совместимы с большинством коммерчески доступных лазерных генераторов. При заказе рекомендуется согласовать параметры вашего генератора или лазера накачки.

Чем отличаются твердотельный и волоконный задающие генераторы?
Твердотельный задающий фемтосекундный генератор на кристалле тиатан-сапфира позволяет получать более широкие спектры и соответственно короткие импульсы (35 фс на выходе усилителя). С волоконными генераторами длительность импульса больше (до 100 фс), однако такие генераторы дешевле, компактнее и менее прихотливы в обслуживании.

Одинаковые ли усилители для твердотельных и волоконных задающих генераторов?
Нет, усилители разные. Ширины спектров блочных и волоконных генераторы отличаются в несколько раз. От ширины спектра зависят конструкции составных частей усилителя.

Почему разные модели имеют разную стабильность?
Стабильность выходной энергии в первую очередь зависит стабильности источника накачки. В моделях с низкой частотой следования импульсов используются лазеры с ламповой накачкой и соответственно их стабильность заметно хуже, чем у высокочастотных моделей с диодной накачкой.

Можно ли с помощью внешнего сигнала управлять последовательностью выходных импульсов?
Да, все стандартные модели усилителей по умолчанию комплектуются выходным селектором импульсов на основе ячейки Поккельса.

Есть ли в системе выходной синхроимпульс, опережающий выходной лазерный импульс?
Есть несколько регулируемых синхроимпульсов с максимальным опережением лазерного импульса на 1.5 мкс или 200 мкс в зависимости от допускаемого джиттера. Задержки синхроимпульсов регулируются независимо друг от друга.

Возможна ли регулировка длительности усиленного импульса?
Возможна. Для усилителей версий REUS-3m стандартная конструкция позволяет регулировать длительность выходного импульса в пределах от 35 фс до 2 пс (с чирпом любого знака). По запросу этот диапазон может быть увеличен.

Можно ли в перспективе увеличить энергию усилительной системы?
Для систем с блочными задающими генераторами, возможен апгрейд до выходной энергии 500 мДж за счет добавления дополнительных каскадов усиления (с понижением частоты следования импульсов до 10-20 Гц).

Можно ли как-нибудь уменьшить стоимость усилительной системы?
Можно, например, отказаться от дополнительной ячейки Поккельса. Низкую стоимость имеют модели использующие в качестве источников накачки ламповые лазеры (до 20 Гц). Также можно заказать модель усилителя без лазера накачки, а лазер накачки приобрести самостоятельно согласно требуемым параметрам.

Можно ли приобрести не всю усилительную систему, а отдельную часть?
Можно приобрести, например, стретчер или компрессор без усилителя. Селекторы импульсов, изоляторы Фарадея и другие компоненты, используемые в качестве узлов усилительных систем, представлены в нашем каталоге в качестве самостоятельных единиц торгового ассортимента. Также возможно приобретение отдельных оптомеханических и некоторых оптических комплектующих.

• Исследования со сверхвысоким временным разрешением
  • Спектроскопия оптического зондирования (pump-probe)
• Преобразование лазерного излучения
  • Накачка параметрических фемтосекундных усилителей (ПГС)
• Обработка материалов и биологических тканей
  • Микромашининг сверхкороткими импульсами
  • Фемтосекундная абляция
  • Удаление материала путем «холодной абляции»
• Разработка лазерных систем, интеграция и усиление
  • Накачка для ПГС
  • Стартовый комплекс для ТВт (тераваттных) и ПВт (петаваттных) установок
• Физика высоких энергий
• Телекоммуникации и исследования полупроводников
  • Тестирование полупроводниковых устройств и материалов
  • Тестирование телекоммуникационных компонентов
  • Изучение свойств полупроводников
• Прочие фундаментальные и прикладные исследования
  • Химические исследования
  • Фундаментальные исследования
  • Эксперименты на твердых мишенях