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TOPAS-PRIME logo

共线光学参量放大器

189 nm – 20 μm 可调波长
达 6 mJ 的泵浦能量
> 25% 转换效率
闲频光 CEP 稳定功能
可选配未使用的泵浦光通道，显著提高和频的时间和空间特性

详情

TOPAS-PRIME 是专为钛蓝宝石激光器设计的共线飞秒光学参量放大器。

标准的 TOPAS-PRIME 型号，在 20 – 70 fs 时可接受达 3.5 mJ 的泵浦脉冲能量（在 70 – 200 fs 时达 4 mJ），而 TOPAS-PRIME-PLUS 在脉宽 70 – 200 fs 时可接受达 6 mJ 的泵浦脉冲能量。两种型号均可选配波长扩展功能，扩展波长调谐范围为 189 nm – 20 µm。

规格说明（ UFS（20-70fs））

TOPAS-PRIME 和 TOPAS-PRIME-PLUS 的输出特性是根据以下泵浦激光器的参数给出的：

波长：800 nm
泵浦能量：1 mJ
重复频率：1 kHz
脉宽：30 – 40 fs
光束轮廓：高斯形状

Note 1: 技术规格取决于泵浦波长和脉冲持续时间。若实际参数与上述列表值存在差异，请联系 sales@light-quantum.cn。

Note 2: TOPAS-Prime 输出能量可在 1 – 5 mJ 范围内线性增加，但设备需针对特定泵浦能量进行安装和优化（如果泵浦能量变化超过安装值的 ±10％，设备必须重新优化以获得优异性能）。

泵浦要求

型号	TOPAS-PRIME	TOPAS-PRIME-PLUS
输入波长	770 – 830 nm
泵浦脉宽（FWHM）	20 – 70 fs
泵浦脉冲能量	0.15 – 3.5 mJ	0.15 – 5 mJ
重复频率	< 25 kHz ¹⁾
最大泵浦功率	25 W ^2）
输入偏振	水平
光谱宽度	< 1.2 倍转换极限
能量稳定性	＜ 1 % 均方根偏差³⁾
脉宽的稳定性	＜1 % 脉间 ^4）
脉冲前沿倾斜	< 10% 的脉冲宽度
脉冲对比度	< 1 : 20
光束质量，M²	< 1.3 ^5）
光束像散	< 0.15 ^6）
输入光束空间轮廓	高斯 – 超高斯
强度调制	＜ 15%，无热点⁷⁾
光束指向稳定性	< 10 μrad ^8）
光束发散角	< 1.2 倍衍射极限
光束高度（距光学平台）	125 – 185 mm
光束尺寸， 1/e²	< 11 mm ⁹⁾

1）DFG1（NDFG1）选配件的最高重复频率为 1 kHz。

2）如需更高泵浦功率选项，请联系 sales@light-quantum.cn。

3）数据已按平均脉冲能量归一化处理，以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

4）数据已按平均脉冲持续时间归一化处理，以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

5）M² 参数规格仅适用于高斯光束。

6）归一化像散度计算公式：束腰位置差值除以瑞利长度。

7）数据已按高斯或超高斯拟合归一化处理，以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

8）以全角表示的归一化均方根偏差（NRMSD）。

9）可选配外部望远镜组件，适配 11-28 mm 的光束直径范围。

输出

型号	TOPAS-PRIME	TOPAS-PRIME-PLUS
调谐范围	1160 – 1600 nm （信号光） 1600 – 2600 nm （闲频光）
峰值转换效率（信号光结合闲频光）	> 25%
脉冲持续时间	（1 – 1.5）倍泵浦脉冲宽度 @ 1160 – 1550 nm < 2 倍泵浦脉冲宽度 @ 1550 – 2600 nm
时间带宽积	< 1
偏振	垂直（信号光）水平（闲频光）
能量稳定性	< 3% 均方根偏差 ¹⁾ @ 1160 – 1550 nm

1）以平均脉冲能量为基准进行归一化处理，结果以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

VIS–UV–DUV 可选扩展 (189 – 1160 nm)

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级(s)
计算机控制水平	完全自动化	手动更改波长分离器
最大调谐范围	240 – 1160 nm	189 – 1160 nm	240 – 1160 nm
外壳	整体外壳		无共用外壳
输出端口数	一个	四个 ¹⁾
可用产品系列	Topas-Prime	Topas-Prime ²⁾和 Topas-Prime-Plus ³⁾	Topas-Prime

1）输出端口配置与工作波长相关。

2）当选择深紫外（DUV）选项且波长范围延伸至189纳米（nm）时，需采用专用NIRUVIS-DUV防护外壳。

3）当选择深紫外（DUV）选项且波长范围延伸至189纳米（nm）时，若为高能版本需采用专用NIRUVIS-DUV-HE防护外壳。

VIS 扩展 (475 – 1160 nm)

扩展		自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级
闲频光二次谐波	调谐范围	800 – 1160 nm
	峰值转换效率	>2% ¹⁾		> 1.5%
	脉冲持续时间	(1 – 1.5) 倍泵浦脉冲宽度
	偏振	垂直
信号光二次谐波	调谐范围	580 – 800 nm
	峰值转换效率	> 3% ²⁾
	脉冲持续时间	(1– 1.5) 倍泵浦脉冲宽度 @ 620 – 800 nm
	偏振	垂直	水平 ³⁾	水平

1）采用 NIRUVIS-DUV 系统时，由于 DUV 选项需要额外的泵浦脉冲能量，峰值转换效率为 1.2%。

2）采用 NIRUVIS-DUV 系统时，由于 DUV 选项需要额外的泵浦脉冲能量，峰值转换效率可达 2.5%。

3）NIRUVIS-DUV 系统需垂直安装使用。

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级
新鲜泵浦选件	始终	可选
调谐范围 SFI	533 – 600 nm
SFI 峰值转换效率	> 3% ¹⁾
SFI脉冲持续时间	(1 – 1.5) 倍泵浦脉冲宽度
调谐范围 SFS	475 – 533 nm
SFS 峰值转换效率	> 4%²⁾
SFS脉冲持续时间	(1 – 1.5) 倍泵浦脉冲宽度
光束形状	采用新鲜泵浦选件时，近高斯；其它未指定
时间带宽	采用新鲜泵浦选件时，小于1；其它未指定
偏振	垂直

1）采用 NIRUVIS-DUV 系统时，由于 DUV 选项需要额外的泵浦脉冲能量，峰值转换效率为 2.5%。

2）采用 NIRUVIS-DUV 系统时，由于 DUV 选项需要额外的泵浦脉冲能量，峰值转换效率可达 3%。

UV 扩展 (240 – 480 nm)

扩展	自动化NIRUVIS		标准NIRUVIS		单独混合器级
调谐范围 FHI	400 – 480 nm
峰值转换效率	> 0.4% ¹⁾				> 0.25%
偏振 FHI	水平
FHI脉冲持续时间	(1.2 – 2) 倍泵浦脉冲宽度
调谐范围 FHS	290 – 400 nm
峰值转换效率	> 0.5%
偏振 FHS	水平	垂直^2）		垂直
FHS脉冲持续时间	(1.2 – 2) 倍泵浦脉冲宽度

1）采用 NIRUVIS-DUV 系统时，由于 DUV 选项需要额外的泵浦脉冲能量，峰值转换效率为 2.5%。

2）NIRUVIS-DUV 系统需水平安装使用。

扩展	自动化NIRUVIS	标准NIRUVIS	单独混合器级
SFI二次谐波调谐范围	266 – 295 nm
峰值转换效率	> 0.3% ^1）
脉冲持续时间	(1.2 – 2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平
SFS二次谐波调谐范围	240 – 266 nm
峰值转换效率	> 0.3% ^1）
脉冲持续时间	< 3倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平

1）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.2%。

DUV 扩展 (189 – 240 nm)

扩展	NIRUVIS-DUV / NIRUVIS-DUV-HE
	泵浦 + FHS	泵浦 + SFI二次谐波	泵浦 + SFS二次谐波
调谐范围	215 – 240 nm	200 – 215 nm	189 – 200 nm
峰值脉冲能量	> 0.1% ¹⁾	/
偏振	垂直

1）假设 15 ％的泵浦能量进入 DUV 通道，另外 15 ％进入新鲜泵浦通道。

DFG 扩展 (2600 – 15000 nm)

扩展	DFG1 / NDFG1W ¹⁾	NDFG1K ²⁾	DFG2 / NDFG2
调谐范围	2.6 – 9 μm	2.6 – 4.5 μm	4 – 15 μm
峰值转换效率	> 0.2%	> 0.4%	> 0.2%
脉冲持续时间	< 3倍泵浦脉冲宽度		/
偏振	水平

1）泵浦重复频率 – 1 kHz。晶体寿命为 1000 – 2000 小时。

2）不适用于共线 DFG。

规格说明（ FS（70-200fs））

TOPAS-PRIME 和 TOPAS-PRIME-PLUS 的输出特性是根据以下泵浦激光器的参数给出的：

波长：800 nm
泵浦能量：1 mJ
重复频率：1 kHz
脉宽：100 – 150 fs
光束轮廓：高斯形状

Note 1: 泵浦脉宽和波长影响规格。如果波长或脉宽与上述值不同，请联系sales@light-quantum.cn。

Note 2: TOPAS-PRIME 输出能量可在 1 – 6 mJ 范围内线性增加，但设备需针对特定泵浦能量进行安装和优化（如果泵浦能量变化超过安装值的 ±10％，设备必须重新优化以获得优异性能）。

泵浦激光器要求

型号	TOPAS-PRIME	TOPAS-PRIME-PLUS
输入波长	770 – 830 nm
泵浦脉宽（FWHM）	70 – 200 fs
泵浦脉冲能量	0.15 – 4 mJ	0.15 – 6 mJ
重复频率	< 25 kHz¹⁾
最大泵浦功率	25 W ²⁾
输入偏振	水平
光谱宽度	< 1.2 倍转换极限
能量稳定性	< 1 % 均方根偏差 ^3）
脉宽的稳定性	< 1 % 脉间 ⁴⁾
脉冲前沿倾斜	< 10 % 的脉冲宽度
脉冲对比度	< 1 : 20
光束质量，M²	< 1.3 ⁵⁾
光束像散	< 0.15 ⁶⁾
输入光束空间轮廓	高斯 – 超高斯
强度调制	＜15％，无热点 ⁷⁾
光束指向稳定性	< 10 μrad ⁸⁾
光束发散角	< 1.2 倍衍射极限
距光学平台光束高度	125 – 185 mm
光束尺寸，1/e²	< 11 mm⁹⁾

1）DFG1（NDFG1）选配模块的最高重复频率为 1 kHz。

2）如需更高泵浦功率配置方案，请联系 sales@light-quantum.cn。

3）所有数据均基于平均脉冲能量归一化处理，结果以归一化均方根偏差（NRMSD）表征。

4）所有数据均基于平均脉冲宽度归一化处理，结果以 NRMSD 表征。

5）M² 参数规格仅适用于高斯光束条件。

6）归一化像散度计算公式：（束腰位置差）/（瑞利长度）。

7）数据经高斯/超高斯（Super-Gaussian）拟合归一化，结果以 NRMSD 表征。

8）以全角（full angle）形式表示的NRMSD数值。

9）可选购外置望远镜组件，适配光束直径范围：11-28 mm。

输出

型号	TOPAS-PRIME	TOPAS-PRIME-PLUS
调谐范围	1160 – 1600 nm (信号光) 1600 – 2600 nm (闲频光)
峰值转换效率（信号光结合闲频光）	> 25%
脉冲持续时间	(0.7 – 1)倍泵浦脉冲宽度
时间带宽积	< 1
偏振	垂直 (信号光 ) 水平 (闲频光)
能量稳定性	< 2% 均方根偏差 ¹⁾ @ 1160 – 1550 nm

1）以平均脉冲能量为基准进行归一化处理，结果以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

VIS–UV–DUV 可选扩展 (189 – 1160 nm)

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级(s)
计算机控制水平	完全自动化	手动更改波长分离器
最大调谐范围	240 – 1160 nm	189 – 1160 nm	240 – 1160 nm
外壳	整体外壳		无共用外壳
输出端口数	一个	四个 ¹⁾
可用产品系列	Topas-Prime	Topas-Prime ²⁾和 Topas-Prime-Plus ³⁾	Topas-Prime

1）输出端口配置与工作波长相关。

2）当选择深紫外（DUV）选项且波长范围延伸至 189 nm 时，需采用专用NIRUVIS-DUV防护外壳。

3）当选择深紫外（DUV）选项且波长范围延伸至 189 nm 时，若为高能版本需采用专用 NIRUVIS-DUV-HE 防护外壳。

VIS 扩展 (475 – 1160 nm)

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级
调谐范围 SHI	800 – 1160 nm
峰值转换效率	> 5% ¹⁾		> 1.5%
脉冲持续时间	(0.7 – 1) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	垂直
调谐范围 SHS	580 – 800 nm
峰值转换效率	> 8% ²⁾
脉冲持续时间	(0.7 – 1) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	垂直	水平 ³⁾	水平

1）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 2.5%。

2）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 6.5%。

3）NIRUVIS‑DUV 垂直。

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级
新鲜泵浦选件	始终	可选	可选
调谐范围 SFI	533 – 600 nm
峰值转换效率	> 5% ¹⁾
脉冲持续时间 SFI	(0.7 – 1) 倍泵浦脉冲宽度
调谐范围 SFS	475 – 533 nm
峰值转换效率	> 7% ²⁾
脉冲持续时间 SFS	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
光束形状	采用新鲜泵浦选件时，近高斯；其它未指定
时间带宽	采用新鲜泵浦选件时，小于1；其它未指定
偏振	垂直

1）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 4%。

2）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 5.5%。

UV 扩展 (240 – 480 nm)

扩展	自动化 NirUVis	标准 NirUVis	单独混合器级
调谐范围 FHI	400 – 480 nm
峰值转换效率	> 1.5% ¹⁾		> 0.6%
脉冲持续时间	(0.7 – 1) 倍泵浦脉冲宽度
倍泵浦脉冲宽度偏振	水平
调谐范围 FHS	290 – 400 nm
峰值转换效率	> 1.5%
脉冲持续时间	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平	垂直 ²⁾	垂直

1）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.6%。

2）NIRUVIS‑DUV 水平。

扩展	自动化 NIRUVIS	标准 NIRUVIS	单独混合器级
调谐范围 SFI二次谐波	266 – 295 nm
峰值转换效率	> 0.7% ¹⁾
脉冲持续时间	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平
SFS二次谐波调谐范围	240 – 266 nm
峰值转换效率	> 0.8% ¹⁾
脉冲持续时间	< 1.5 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平

1）NIRUVIS‑DUV 情况下，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.5%。

DUV 扩展 (189 – 240 nm)

扩展	NIRUVIS-DUV / NIRUVIS-DUV-HE
	泵浦 + FHS	泵浦 + SFI二次谐波	Pump + SFS二次谐波
调谐范围	215 – 240 nm	200 – 215 nm	189 – 200 nm
峰值转换效率	> 0.3% ¹⁾	/
偏振	垂直

1）假设 15％的泵浦能量进入 DUV 通道，另外 15％进入新鲜泵浦通道。

DFG 扩展 (2600 – 20000 nm)

扩展	DFG1 / NDFG1W ¹⁾	NDFG1K ²⁾	DFG2 / NDFG2
调谐范围	2.6 – 11 μm	2.6 – 4.9 μm	4 – 20 μm
峰值转换效率	> 0.8%	> 1%	> 0.6%
脉冲持续时间	< 2倍泵浦脉冲宽度		/
偏振	水平

1）泵浦重复频率 – 1 kHz。晶体寿命为 1000 – 2000 小时。

2）不适用于共线 DFG。

性能

典型光谱

TOPAS-PRIME 典型信号光谱组

TOPAS-PRIME 典型 SHS 光谱组

调谐曲线

TOPAS-PRIME 调谐曲线，泵浦：1 mJ, 100 fs, 800 nm。

闲频光(idler)的载波包络相位(CEP)稳定

TOPAS 系统产生的闲频光（1600-2600 nm）基于三波相互作用过程可实现被动式载波包络相位（CEP）锁定，但由于泵浦光束指向漂移或环境条件变化可能导致缓慢的 CEP 漂移。该漂移可通过采用 f-2f 干涉仪结合反馈回路进行补偿，该反馈系统通过控制 TOPAS-PRIME 和 TOPAS-PRIME-HE 功率放大级中种子光与泵浦光之间的时间延迟来实现相位校正。

TOPAS-PRIME 系统闲频光(idler)在未进行漂移补偿情况下的 14 分钟载波包络相位(CEP)稳定性

TOPAS-PRIME 系统闲频光(idler)在使用慢反馈回路进行漂移补偿条件下的 14 分钟载波包络相位(CEP)稳定性

轮廓图

TOPAS-PRIME 共线式光学参量放大器

TOPAS-PRIME 共线式光学参量放大器背面

TOPAS-PRIME 轮廓图