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TOPAS-PRIME-HE

TOPAS-HE-PRIME logo

高脉冲能量光学参量放大器

189 nm – 20 μm 可调波长
达 60 mJ 泵浦脉冲能量
达 50% 的转换效率
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-HE 是基于 TOPAS-PRIME 的高能量飞秒光学参量放大器，具有额外的高脉冲能量和低色散放大级，可使用达 60 mJ 的泵浦脉冲能量，同时在输出端保持尽可能短的脉宽。

标准的 TOPAS-PRIME-HE 型号在 35 – 70 fs 时接受达 15 mJ 的泵浦脉冲能量 (在 100 – 200 fs 时达 27 mJ)，而 TOPAS-PRIME-HE-PLUS 则在 35 – 70 fs fs 时接受达 35 mJ 的泵浦脉冲能量 (100 – 200 fs 时可达 60 mJ)。对于较长的脉冲，比如 150 fs，泵浦脉冲能量可能达到 60 mJ。两种型号均可选配波长扩展功能，TOPAS-PRIME-HE 的波长范围可扩展为 189 nm – 20 μm，TOPAS-PRIME-HE-PLUS 的波长范围可扩展为 240 nm – 20 μm。

规格说明（ UFS（20-70fs））

TOPAS-PRIME-HE 和 TOPAS-PRIME-HE-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：6 mJ
重复频率：1 kHz
脉宽：30 – 40 fs
光束轮廓：高斯形状

Note 1: 系统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不符，请联系 sales@light-quantum.cn。

Note 2: TOPAS-PRIME-HE 在 3-20 mJ 范围内输出脉冲能量与泵浦能量呈线性关系（前提是设备已针对特定泵浦能量完成安装和优化）。若泵浦能量相对初始优化值的变动超过 10%，则需重新进行系统优化。

泵浦激光器要求

型号	TOPAS-PRIME-HE		TOPAS-PRIME-HE-PLUS
输入波长	770 – 830 nm
泵浦脉宽 (FWHM)	20 – 35 fs	35 – 70 fs	20 – 35 fs	35 – 70 fs
泵浦脉冲能量	2 – 8 mJ	2 – 15 mJ	2 – 18 mJ	2 – 35 mJ
重复频率	< 25 kHz ¹⁾
最大泵浦功率	40 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% 脉冲之间 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 μrad⁸⁾
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)	< 19 mm ^{9) 10)}

1）DFG1（NDFG1）选项的最大重复频率为 1 kHz。

2）如需更高泵浦功率选项，请联系 sales@light-quantum.cn。
3）归一化至平均脉冲能量。以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。
4）归一化至平均脉冲持续时间。以 NRMSD 表示。
5）M²规格适用于高斯光束。
6）归一化像散——束腰位置之差除以瑞利长度。
7）归一化至高斯或超高斯拟合。以 NRMSD 表示。
8）以 NRMSD 表示（全角）。
9）可选配外部望远镜，适用于光束尺寸＜ 39 毫米（1/e²，69毫米通光孔径反射镜）。
10）存在最小光束直径限制。最小光束直径取决于脉冲持续时间和能量。

输出

型号	TOPAS-PRIME-HE	TOPAS-PRIME-HE-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+闲频光)	> 30%
脉冲持续时间	(1 – 1.5)倍泵浦脉冲宽度@ 1160 – 1550 nm < 2 倍泵脉冲宽度@ 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）归一化至平均脉冲能量。以 NRMSD 表示。

VIS-UV-DUV 可选扩展 (189 – 1160 nm)

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
计算机控制水平	手动更改波长分离器
波长范围	189 – 1160 nm	240 – 1160 nm
外壳	整体外壳
输出端口数	4个波长相关输出端口	6个与波长相关的输出端口
可用产品系列	TOPAS‑HE-PRIME	TOPAS‑HE-PRIME‑PLUS

VIS 扩展 (475 – 1160 nm)

扩展	NIRUVIS-HE-（DUV）	NIRUVIS-GE
调谐范围 SHI	800 – 1160 nm
峰值转换效率	> 2% ¹⁾
脉冲持续时间	(1 – 1.5) 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	> 4% 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

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 1.6% 。
2）如配备 NIRUVIS-DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 3.3% 。

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
新鲜泵浦选件	始终	不可用
调谐范围 SFI	533 – 600 nm
峰值转换效率	> 3% ^1）
调谐范围 SFS	475 – 533 nm
峰值转换效率	> 4% ^2）
脉冲持续时间	(1 – 1.5) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	垂直

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 2.5% 。

2）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 3% 。

UV 扩展 (240 – 480 nm)

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
调谐范围 FHI	400 – 480 nm
峰值转换效率	> 0.3% ¹⁾
脉冲持续时间	(1.2 – 2) x 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	> 0.5% ²⁾
脉冲持续时间	(1.2 – 2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平	垂直

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.2% 。
2）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.4% 。

扩展	NIRUVIS-HE-DUV	NIRUVIS-GE
调谐范围 SFI二次谐波	266 – 295 nm
峰值转换效率	> 0.4% 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	> 0.4% ¹⁾
脉冲持续时间	< 3 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平

1）如配备 DUV，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-HE-DUV
扩展	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
最高转换效率	> 0.2%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 – 13000 nm)

扩展	NDFG1^{1) 2)}	NDFG1K	NDFG2³⁾
调谐范围	2.6 – 9 μm	2.6 – 4.5 μm	4 – 15 μm
峰值转换效率	> 0.3%	> 0.4%	> 0.2%
脉冲持续时间	< 3倍泵浦脉冲宽度		/
偏振	水平

1）泵浦重复频率为1 kHz。晶体寿命为 1000 – 2000 小时。
2）不适用于 TOPAS‑HE-PRIME-PLUS。
3）TOPAS‑HE-PRIME-PLUS 需延长交货时间。

规格说明（ FS（70-200fs））

TOPAS-PRIME-HE 和 TOPAS-PRIME-HE-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：10 mJ
重复能量：1 kHz
脉宽：100 fs
光束轮廓：高斯形状

Note 1: 系统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不符，请联系 sales@light-quantum.cn。

Note 2: TOPAS-PRIME-HE 输出能量可在 3 – 20 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-HE		TOPAS-PRIME-HE-PLUS
输入波长	770 – 830 nm
泵浦脉宽 (FWHM)	70 – 100 fs	100 – 200 fs	70 – 100 fs	100 – 200 fs
泵浦脉冲能量	2 – 20 mJ	2 – 27 mJ	2 – 47 mJ	2 – 60 mJ
重复频率	< 25 kHz ¹⁾
最大功率	40 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% 脉冲之间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)	< 13.5 mm ^{9) 10)}		< 19 mm ^{9) 10)}

1）DFG1（NDFG1）选项的最大重复频率为 1 kHz。
2）如需更高泵浦功率选项，请联系 sales@light-quantum.cn。
3）归一化至平均脉冲能量。以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。
4）归一化至平均脉冲持续时间。以 NRMSD 表示。
5）M²规格适用于高斯光束。
6）归一化像散——束腰位置之差除以瑞利长度。
7）归一化至高斯或超高斯拟合。以 NRMSD 表示。
8）以 NRMSD 表示（全角）。
9）可选配外部望远镜，适用于光束尺寸＜ 39毫米（1/e²，69毫米通光孔径反射镜）。
10）存在最小光束直径限制。最小光束直径取决于脉冲持续时间和能量。

输出

型号	TOPAS-PRIME-HE	TOPAS-PRIME-HE-PLUS
调谐范围（信号光+闲频光）	1160 – 2600 nm
峰值转换效率（信号光+闲频光）	> 30%
脉冲持续时间	(0.7 – 1)倍 pump pulse
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）归一化至平均脉冲能量。以归一化均方根偏差（NRMSD）表示。

VIS-UV-DUV 可选扩展

扩展	NIRUVIS-HE‑(DUV)	NIRUVIS-GE
计算机控制水平	手动更改波长分离器
波长范围	189 – 1160 nm	240 – 1160 nm
外壳	整体外壳
输出端口数	4 个波长相关输出端口	6 个与波长相关的输出端口
6 个与波长相关的输出端口	TOPAS‑PRIME-HE	TOPAS‑PRIME-HE‑PLUS

VIS 扩展 (475 – 1160 nm)

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
调谐范围 SHI	800 – 1160 nm
峰值转换效率	> 5% ¹⁾
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	> 13% ²⁾
脉冲持续时间	(0.7 – 1) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	垂直	水平

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 4% 。
2）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 11% 。

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
新鲜泵浦选件	始终	不可用
调谐范围 SFI	533 – 600 nm
峰值转换效率	> 8% ^1）
脉冲持续时间	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
调谐范围 SFS	475 – 533 nm
峰值转换效率	> 11% ^2）
脉冲持续时间	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	垂直

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 6% 。

2）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 8% 。

UV 扩展 (240 – 480 nm)

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
调谐范围 FHI	400 – 480 nm
峰值转换效率	> 1% ¹⁾
脉冲持续时间	(0.7 – 1) 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	> 2.5% ²⁾
脉冲持续时间	(0.8 – 1.2) 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平	垂直

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 1% 。
2）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 2% 。

扩展	NIRUVIS-HE-(DUV)	NIRUVIS-GE
调谐范围 SFI 二次谐波	266 – 295 nm
峰值转换效率	> 0.6% 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	> 0.8% ²⁾
脉冲持续时间	3 倍泵浦脉冲宽度
偏振	水平

1）如配备 DUV，由于额外的泵浦能量进入 DUV 选件，峰值时大于 0.4% 。
2）如配备 DUV，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-HE-DUV
	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
峰值转换效率	> 0.5% ^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	NDFG1W^{1) 2)}	NDFG1K	NDFG2³⁾
调谐范围	2.6 – 11 μm	2.6 – 4.9 μm	4 – 20 μm
峰值转换效率	> 1.5%	> 1.5%	> 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 TOPAS-PRIME‑HE-PLUS。
3）OPAS-PRIME-HE-PLUS 需延长交货时间。

皮秒级（1–4 ps）

如需详细规格参数，请联系 sales@light-quantum.cn。

性能

TOPAS-PRIME-HE 调谐曲线。泵浦光： 22 mJ，45 fs，805 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）通过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 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)在无漂移补偿条件下的 14 分钟载波包络相位(CEP)稳定性数据

TOPAS-PRIME 系统闲频光(idler)在采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)稳定性数据

轮廓图

TOPAS-PRIME-HE 高能量光学参量放大器

TOPAS-PRIME-HE 高能量光学参量放大器背面

TOPAS-PRIME-HE 轮廓图