德國InnoLas公司在2022年剛閉幕的德國慕尼黑激光展上正式推出了超高穩定性的高能量脈衝(chong) Nd:YAG激光器SpitLight 7000 Heavy Duty(簡稱HD)型號。這是InnoLas公司在歐洲DESY項目累計成功交付4套並穩定運行整整一年之後,正式推出的升級型號;在原有的SpitLight 7000的基礎上,將穩定性相關(guan) 方麵的參數大幅提高!Heavy Duty直譯成漢語僅(jin) 僅(jin) 是“耐久、耐磨”的意思,代表著高可靠性;但廠家的設計初衷不止於(yu) 此,意譯為(wei) “重裝”結合“重器”才更為(wei) 貼切。為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 說呢?下麵我們(men) 展開來解讀:

首先,在知名的DESY(位於(yu) 德國漢堡的德國電子同步輻射設施),這款激光器是用來泵浦強激光係統(TW)。由於(yu) 泵浦鈦寶石需要用長焦聚焦鏡把泵浦光能量聚焦於(yu) 鈦寶石晶體(ti) 之中,因此對泵浦激光器能量穩定性、指向穩定性、能量分布(模式)平頂度要求極其苛刻;一般傳(chuan) 統設計下的高能量YAG激光器,在>2J的高能量下優(you) 先保證的是高能輸出,以上幾個(ge) 參數可以做到出色但絕對稱不上苛刻的。
我們(men) 先看一下SpitLight Heavy Duty發布的各項參數:

這個(ge) 係列分成兩(liang) 個(ge) 型號,分別對應4J@1064nm和>6J@1064nm的單脈衝(chong) 能量,下麵我們(men) 分別就能量分布(模式)能量穩定性、指向穩定性進行解讀。
01SpitLight HD卓越的性能
SpitLight HD平頂能量分布,光斑模式非常好,適應鈦寶石強激光泵浦和衝(chong) 擊強化應用要求!

SpitLight7000 HD的平頂光斑

SpitLight7000 HD的平頂光斑
而SL7000是為(wei) 鈦寶石飛秒強激光係統(TW/PW)泵浦而設計的——平頂能量分布極其重要!
像激光衝(chong) 擊強化這類應用,就可能需要根據實際情況在平頂能量分布和高斯分布之間做出選擇。
02脈衝(chong) 能量穩定性進一步提升
從(cong) 下圖實測的數據來看,532nm波長綠光的長期能量穩定性從(cong) 本身就出色的<1.3%進一步提高到了<0.8%,而且是連續測試了24h的表現,以往給出的一般都是8h的結果。

解讀:客觀的說,其實要達到一個(ge) 能量指標的穩定性並不是很難(比如1000個(ge) 脈衝(chong) ),國內(nei) 產(chan) 品也能做到;難點在:一方麵如何長時間的保證它持續穩定(比如8~24小時),另一方麵在當激光器麵臨(lin) 環境挑戰,能不能數年如一日的保持住這個(ge) 指標不嚴(yan) 重劣化。在國內(nei) 外很多的用戶現場,頭痛的是起初購買(mai) 的時候穩定性方麵的指標還算不錯,質保期內(nei) 也沒有什麽(me) 大問題,但使用了不超過2-3年,不僅(jin) 能量掉得有點厲害,而且能量穩定性也劣化了,不確定度變高了不止一籌——而這樣的情況對加工類的使用和泵浦類的使用負麵影響極大。
下麵我們(men) 對比一下SpitLight 7000和,SpitLight 7000 HD的技術指標:

SpitLight 7000 HD的技術指標進一步提高!
03指向穩定性顯著提升

解讀:對於(yu) 像泵浦鈦寶石這樣需要用長焦聚焦鏡把泵浦光能量聚焦於(yu) 鈦寶石晶體(ti) 之中的應用,包括其他希望光斑在工作麵的抖動越小越好的應用來說,指向穩定性都是一項非常重要的指標,這塊受YAG激光器增益原理和光學設計的限製,很難進一步大幅提升,普遍就是±50µrad的指標;SpitLight HD這次將其提升到遠小於(yu) 30µrad,且是(24h)長效穩定,是很厲害的,走在世界前列。
04 SpitLight HD的光學結構和其他特點
在光學結構上,SpitLight HD比SpitLight2000( 2J型號)增加了2級燈泵浦Nd:YAG放大,能量上升到4J和6J兩(liang) 檔。
在機械結構上,SpitLight HD和SpitLight係列其他激光器一樣,是全一體(ti) 化全鑄鋁結構,采用的航空級鋁材——結構強度高,穩定、可靠、隔振隔熱效果好,完全達到工程化的7*24的使用要求!
在陶瓷諧振腔體(ti) 上,SpitLight HD的激光腔采用特設的陶瓷腔設計,腔體(ti) 本身可以終生工作,無需任何維護和更換備件!
SpitLight HD,也可以加種子實現單縱模單頻輸出,線寬100MHz。

上圖是安裝於(yu) DESY的SL7000,激光頭體(ti) 積隻有665mm x 478mm x 125mm(長x寬x高)。激光頭和電源體(ti) 積均大大減小,緊湊、占空間少,這是很多客戶喜歡SpitLight的一個(ge) 重要原因
05 SpitLight HD的激光衝(chong) 擊強化應用

寫(xie) 在最後:

INNOLAS針對高端工業(ye) 應用的266nm四倍頻器還開發了一套極致抵抗惡劣環境,提高穩定性的自動單元穩定器,包含以下功能:
1)在線能量測量模塊
2)密封防塵及主動除塵機製
3)對濕氣的密封式保護和集成除濕
關(guan) 於(yu) 係列產(chan) 品的重複頻率
● 關(guan) 於(yu) SpitLight HD係列這種YAG燈泵激光器的重複頻率,有的客戶還不清楚是怎麽(me) 回事,經常會(hui) 問我們(men) 能不能做到單脈衝(chong) 或可調節?在這裏說明一下:一律是可調的,叫分檔可調:例如10Hz/5Hz/3.3Hz/2Hz/1Hz(最大頻率的整數分之一),這是由燈泵浦YAG激光器的熱透鏡效應決(jue) 定的。
InnoLas公司做為(wei) 脈動科技創建伊始便建立合作關(guan) 係的資深納秒激光器製造商,見證了脈動科技多年來的一步步成長。同時,脈動科技作為(wei) InnoLas公司在中國區的獨家代理商,也對InnoLas激光器在中國科研及工業(ye) 領域的逐步拓展功不可沒。預祝破繭成蝶的InnoLas激光器攜手脈動科技在2022-23年度的市場表現方麵再上一個(ge) 新台階!
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