■ 交付對象：某新型研究型大學超快激光與(yu) 強場物理方向課題組 ■ 交付產(chan) 品：HELioses-40W-HP 飛秒主機（含單發-100 kHz 選單）+ HYPERION-G-HE 多通池 MPC 非線性脈衝(chong) 壓縮器 ■ 研究用途：少周期飛秒脈衝(chong) 產(chan) 生、高平均功率高次諧波（HHG）驅動、超快強場物理、真空紫外（VUV）光源開發 ■ 實測亮點：主機 43.8 W / 100 kHz / 217.5 fs / 0.03 % RMS@24 h / 0.908 µrad；MPC 輸出 380 µJ / 36.2 fs / 38 W 高平均功率、6× 壓縮比、95 % 傳(chuan) 輸效率、10.5 GW 峰值功率、0.064 % RMS@24 h 01 高重頻 + 高平均功率 —— 少周期飛秒的下一步 過去十年，工業(ye) Yb 飛秒激光完成了「更穩」的裏程碑——把功率穩定性推到亞(ya) 千分之一 RMS 量級。而下一個(ge) 十年的主題，正在從(cong) 「更穩」向兩(liang) 個(ge) 方向同時演進：一是「更短」（少周期脈衝(chong) ，sub-50 fs 甚至 sub-10 fs）；二是「更高重頻 + 更高平均功率」——把毫焦級 mJ 泵浦搬到 100 kHz、甚至 MHz 重頻上。 為(wei) 什麽(me) 這兩(liang) 個(ge) 方向同時重要？因為(wei) 下一代超快物理前沿——高次諧波（HHG）產(chan) 生的極紫外（EUV）光源、真空紫外（VUV）飛秒光源、阿秒條紋相機、時間分辨光電子能譜（TR-ARPES）——幾乎都要求驅動脈衝(chong) 同時滿足三個(ge) 條件：脈寬 < 50 fs（接近少周期）、單脈衝(chong) 峰值功率 > 5 GW、平均功率 > 20 W 以支撐高統計信號采集。100 kHz 高重頻比傳(chuan) 統 1 – 10 kHz 提升了 10 – 100 倍的實驗統計效率——原本需要一整周積累才能覆蓋的參數掃描，可以壓縮到一天完成。 但 Yb 激光介質的增益帶寬（5 – 10 THz）注定它直接出光的脈寬在 200 fs 附近。要跨過這道物理牆，多通池（Multi-Pass Cell, MPC）非線性脈衝(chong) 壓縮已成為(wei) 業(ye) 內(nei) 共識的最佳方案：一隻充惰性氣體(ti) 的反射式諧振腔，讓飛秒脈衝(chong) 在幾十次往返中累積自相位調製（SPM），把光譜展寬 5 – 10 倍；再配合啁啾鏡組做反常色散補償(chang) ，把展寬脈衝(chong) 壓縮到接近變換極限。低損耗、高功率承載、幾乎不引入新噪聲、保持高斯模式——這正是超快激光課題組升級實驗台最緊缺的「最後一公裏」。 02 成功交付：40 W 高平均功率 MPC 6× 壓縮至 36 fs 近期，鐿鐳飛秒為(wei) 某新型研究型大學超快激光與(yu) 強場物理方向課題組成功交付了一套完整的高平均功率飛秒少周期脈衝(chong) 源係統 —— HELioses-40W-HP 飛秒主機（編號 YLM241002001）+ HYPERION-G-HE 多通池（MPC）非線性脈衝(chong) 壓縮器（編號 YLM231102-003）。該課題組長期從(cong) 事高次諧波產(chan) 生、真空紫外（VUV）與(yu) 極紫外（EUV）飛秒光源開發、超快強場物理等方向的研究工作，對驅動脈衝(chong) 的「脈寬 - 峰值功率 - 平均功率 - 重頻」四維度都提出了極高要求。 客戶類型 某新型研究型大學超快激光與(yu) 強場物理方向課題組，長期從(cong) 事高次諧波產(chan) 生（HHG）與(yu) EUV/VUV 相幹光源開發、少周期飛秒脈衝(chong) 技術、阿秒物理與(yu) 強場物理前沿實驗研究。 交付內(nei) 容 ■ HELioses-40W-HP 飛秒主機：1030 nm Yb 全固態激光器，含「單發-100 kHz」脈衝(chong) 選單模塊，100 kHz 主工作點 43.8 W / 438 µJ / 217.5 fs； ■ HYPERION-G-HE 多通池 MPC 非線性脈衝(chong) 壓縮器：Herriott 型反射式腔型，惰性氣體(ti) 工作介質，配套啁啾鏡組 GDD 補償(chang) ； ■ 配套：光斑近場 + 遠場監視模塊、出口連續衰減、激光防護與(yu) 互鎖、一體(ti) 化工控遠程控製平台； ■ 接口：MPC 出口直接對接客戶下遊 HHG / VUV 光路。 覆蓋的核心研究方向 ■ 高次諧波產(chan) 生（HHG）與(yu) EUV/VUV 相幹光源：sub-50 fs / 數十 GW 峰值 / 100 kHz 高重頻驅動是新一代高通量 EUV 光源的標準配置； ■ 阿秒脈衝(chong) 產(chan) 生與(yu) 超快強場物理：少周期驅動 + 100 kHz 提供阿秒條紋相機所需的高時間分辨與(yu) 高統計； ■ 時間分辨光電子能譜（TR-ARPES / TR-PEEM）：100 kHz 高重頻顯著縮短數據采集時間； ■ 固體(ti) 高諧波（sHHG）與(yu) 非線性頻率轉換鏈路升級； 後續可擴展：DFG 中紅外延伸、少周期 sub-10 fs 級壓縮。 03 為(wei) 什麽(me) 選了鐿鐳飛秒？ 在采購前，課題組係統比對了多家 40 W 級 Yb 飛秒主機 + 高功率 MPC 後壓縮組合方案。最終選擇鐿鐳飛秒，原因有四： ■ 少數具備「40 W 級 100 kHz Yb 飛秒主機（HELioses-40W-HP）+ 100 kHz mJ-µJ 級 MPC（HYPERION-G-HE）」全鏈路標準化產(chan) 品線的廠家；一次采購、一家交付，避免多廠拚裝的接口與(yu) 售後死角； ■ 主機三項核心指標處於(yu) 業(ye) 內(nei) 第一梯隊：24 h 功率穩定性 0.03 % RMS、24 h 指向穩定性 0.908 µrad、M² @ 100 kHz 為(wei) 1.059 / 1.069 接近衍射極限——這些指標是同檔次進口 100 kHz Yb 主機也少見的表現； ■ MPC 出廠三項核心指標明顯超規格：總傳(chuan) 輸效率 95 %（規格 > 90 %）、輸出脈寬 36.2 fs（規格 < 35 fs 達標）、功率穩定性 0.064 % RMS @ 24 h（業(ye) 內(nei) 主流 MPC 通常 0.2 – 0.5 % 量級）； ■ 現場定製化能力：氣體(ti) 氣壓、啁啾鏡組補償(chang) 曲線、出口衰減檔位、遠場監視位置全部按課題組實驗台條件逐項標定。 04 【硬指標】 HELioses-40W-HP 飛秒主機 *此圖為(wei) HELioses-40W-HP 最新樣機效果 HELioses-40W-HP 采用 Yb 全固態 CPA 架構（再生放大 + 多通放大 + 單發-100 kHz 脈衝(chong) 選單），直接二極管抽運。出廠報告（編號 YLM241002001）覆蓋 100 kHz 與(yu) 1 MHz 雙工作點，實測參數如下表。100 kHz 主工作點用於(yu) 驅動 MPC 後壓縮（438 µJ 單脈衝(chong) 進入 MPC）；1 MHz 用於(yu) 高統計快掃、TR-ARPES 與(yu) PEEM 類采集密集型實驗。 *主機 100 kHz 輸出光譜：中心波長 1034.9 nm 100 kHz 主工作點下 HELioses-40W-HP 輸出光譜中心波長 1034.9 nm，譜型近對稱高斯，無明顯模式拍頻或邊帶結構。1 MHz 工作點光譜中心穩定在 1035.3 nm——兩(liang) 檔工作點之間的中心波長偏移 < 0.5 nm，說明放大鏈路種子源、多程放大、選單模塊協同良好。下方光譜圖清晰展示了 100 kHz 主工作點的輸出光譜形態（YOKOGAWA AQ6370B 高分辨率光譜儀(yi) 測量）。 圖 1 ｜HELioses-40W-HP 100 kHz 主工作點輸出光譜 · 中心波長 1034.9 nm（YOKOGAWA AQ6370B） *主機 100 kHz 自相關(guan) 脈寬：217.5 fs 100 kHz 主工作點自相關(guan) 脈寬 217.5 fs（FWHM），1 MHz 下略微展寬至 226.2 fs（Yb 放大鏈路在高重頻下的熱平衡典型行為(wei) ）。217.5 fs 落在 MPC 泵浦的最佳窗口——注入 MPC 前色散位置精確設定在 23.9 mm，為(wei) 後端 SPM 展寬提供充足的相互作用長度。下方自相關(guan) 圖展示了 100 kHz 主工作點的脈寬包絡（PulseCheck NX S09706 自相關(guan) 儀(yi) 測量）。 圖 2 ｜HELioses-40W-HP 100 kHz 主工作點自相關(guan) 脈寬 · 217.5 fs FWHM（PulseCheck NX S09706） *主機 24 h 長時功率穩定性：0.03 % RMS 在 1 MHz 工作點 44.62 W 平均功率下連續 24 小時烤機（前 1 小時熱機），功率穩定性 0.03 % RMS（PM USB PM150-50C 功率計）——這是 40 W 級 Yb 飛秒平台中的頂級指標，比同檔進口標杆通常好一個(ge) 量級。0.03 % RMS 的穩定性透傳(chuan) 到 MPC 輸出端仍能保持 < 0.1 % RMS，為(wei) 下遊 HHG 長時掃描實驗提供了「基線噪聲可忽略」的工程基礎。下方曲線在 24 小時窗口內(nei) 幾乎平直、整段無可見熱漂移。 圖 3 ｜HELioses-40W-HP 1 MHz 工作點 24 h 長時功率穩定性 · 平均 44.62 W · RMS = 0.03 %（PM USB PM150-50C 0610A12R） *主機 24 h 指向穩定性：0.908 µrad 在 F = 500 mm 透鏡聚焦下連續監測 24 小時，質心 RMS = 0.454 µm，對應遠場指向穩定性 0.908 µrad——達到亞(ya) µrad 級的頂級水準。對下遊 MPC 而言，泵浦光指向漂移直接決(jue) 定 Herriott 腔內(nei) 的能量沉積位置分布——0.9 µrad 意味著 MPC 內(nei) 部作用體(ti) 積完全穩定，輸出脈寬與(yu) 光斑不會(hui) 因主機漂移而漂移。下方曲線展示了 24 小時窗口內(nei) X / Y 方向質心位置隨時間的演化（LT-500-VIS-NIR-HQ 光斑分析儀(yi) ）。 圖 4 ｜HELioses-40W-HP 24 h 指向穩定性 · F=500 mm 聚焦 · 質心 RMS = 0.454 µm · 0.908 µrad（LT-500-VIS-NIR-HQ） HYPERION-G-HE 多通池 MPC *此圖為(wei) HYPERION-G-HE 最新樣機效果 *HYPERION-G-HE 多通池 MPC：6× 壓縮、95 % 傳(chuan) 輸效率 HYPERION-G-HE 采用 Herriott 型反射式多通池架構，腔內(nei) 充惰性氣體(ti) 作為(wei) 非線性介質，配合定製啁啾鏡組完成 GDD 補償(chang) 。出廠報告（編號 YLM231102-003）顯示完整的輸入-輸出對比： ■ 注入端：40 W / 400 µJ / 217.5 fs @ 100 kHz（占主機輸出 90.9 %，輸入 −10 dB 光譜帶寬 15 nm）； ■ 出口端：38 W / 380 µJ / 36.2 fs @ 100 kHz（輸出 −10 dB 光譜帶寬 83 nm）； ■ 壓縮比 6.0 ×、總傳(chuan) 輸效率 95 %、光譜展寬 5.5 ×； ■ 峰值功率：輸入端 400 µJ / 217.5 fs ≈ 1.84 GW，輸出端 380 µJ / 36.2 fs ≈ 10.5 GW —— 峰值功率增益約 5.7 ×，是「同一能量預算下的免費增益」。 *MPC 輸入 / 輸出光譜：15 nm → 83 nm（5.5× 展寬） 1030 nm 注入光原始 −10 dB 光譜帶寬 15 nm；經 MPC 內(nei) 部氣體(ti) 自相位調製（SPM）展寬後，出口 −10 dB 帶寬達 83 nm，為(wei) 36 fs 輸出脈寬提供了充足的傅裏葉變換帶寬。下方光譜圖清晰展示了 MPC 前後的光譜對比——展寬後光譜呈現典型 SPM 特征的多峰調製結構，覆蓋 1000 – 1080 nm 寬譜段（瑆創 L/300-1100-RAPI220605 光譜儀(yi) 測量）。 圖 5 ｜HYPERION-G-HE MPC 輸入 / 輸出光譜對比 · 輸入 -10 dB 帶寬 15 nm → 輸出 -10 dB 帶寬 83 nm（瑆創 L/300-1100） *MPC 輸入 / 輸出脈寬：217.5 fs → 36.2 fs（6× 壓縮） MPC 出口實測輸出脈寬 36.2 fs（PulseCheck-S11030 自相關(guan) 儀(yi) · Sech² 擬合）。相對於(yu) 注入端 217.5 fs / 400 µJ 的輸入脈衝(chong) ，壓縮比 6.0 × —— 剛好踏過 sub-40 fs 門檻，進入少周期飛秒源的工程區間。下方自相關(guan) 圖並列展示了 MPC 前後的脈寬包絡對比，其中 36.2 fs 的輸出脈衝(chong) 在時域上呈現清晰的窄峰結構（PulseCheck-S11030 自相關(guan) 儀(yi) 測量）。 圖 6 ｜HYPERION-G-HE MPC 輸入（217.5 fs）與(yu) 輸出（36.2 fs）自相關(guan) 脈寬對比 · 6× 壓縮比（PulseCheck-S11030） *MPC 24 h 長時功率穩定性：0.064 % RMS 在 38 W 平均功率下連續 24 小時烤機，MPC 輸出功率穩定性 0.064 % RMS（PM USB PM150-50C 功率計）—— 這是 100 kHz / 40 W 級 MPC 輸出的頂級指標，是業(ye) 內(nei) 典型 0.2 – 0.5 % RMS MPC 輸出的 3 – 8 倍水平。0.064 % RMS 意味著：MPC 輸出端可以直接作為(wei) HHG 長時掃描實驗的驅動源，不需要引入主動穩功率反饋。下方曲線在 24 小時窗口內(nei) 幾乎平直。 圖 7 ｜HYPERION-G-HE MPC 24 h 長時功率穩定性 · 平均 38 W · RMS = 0.064 %（PM USB PM150-50C 0610A12R） *MPC 24 h 指向穩定性：6.79 µrad 在 F = 450 mm 透鏡聚焦下連續監測 24 小時，MPC 出口質心 RMS = 3.05 µm，對應遠場指向穩定性 6.79 µrad。對下遊 HHG 實驗而言，MPC 出口指向的穩定性直接決(jue) 定聚焦到氣體(ti) 靶的位置一致性——6.79 µrad 意味著 HHG 諧波信號的空間穩定性有充分保證。下方曲線展示了 MPC 出口 X / Y 方向質心位置隨時間的演化（Dataray-WinCamD-LCM 光斑分析儀(yi) ）。 圖 8 ｜HYPERION-G-HE MPC 24 h 指向穩定性 · F=450 mm 聚焦 · 質心 RMS = 3.05 µm · 6.79 µrad（Dataray-WinCamD-LCM） 05 客戶怎麽(me) 說？ 作為(wei) 長期從(cong) 事高次諧波產(chan) 生（HHG）與(yu) EUV 相幹光源開發的課題組，我們(men) 對驅動源的「脈寬 × 峰值功率 × 平均功率 × 重頻」四維度都有近乎極致的要求。100 kHz 高重頻 + mJ 級單脈衝(chong) 能量 + sub-40 fs 脈寬，這一組合過去幾乎隻能拚裝進口方案，貨期普遍在 12 – 18 個(ge) 月起步。係統比選時我們(men) 最看重的是「主機 + MPC 全鏈路一家廠商交付、且核心指標達到國際同檔水平」，鐿鐳是極少數能做到這一點的廠家。 實測數據讓我們(men) 非常意外。主機 24 h 穩定性 0.03 % RMS + 0.908 µrad 指向穩定性——這個(ge) 組合已經明顯好於(yu) 我們(men) 上一台進口標杆；MPC 出廠 6× 壓縮到 36.2 fs、傳(chuan) 輸效率 95 %、24 h 穩定性 0.064 % RMS——三項指標全部超過規格，且 0.064 % RMS 的 MPC 長時穩定性在業(ye) 內(nei) 是我們(men) 能查到的最好水平之一。峰值功率從(cong) 1.84 GW 提到 10.5 GW，這是「同一能量預算下的免費增益」，對我們(men) 的 HHG 實驗意義(yi) 非常大。 鐿鐳的現場調試與(yu) 售後響應也非常到位。MPC 氣壓、啁啾鏡組補償(chang) 曲線、出口衰減、光斑監視位置全部按我們(men) 實驗台的實際條件定製，從(cong) 到貨到聯調出光隻用了幾天時間；主機 100 kHz + 1 MHz 雙工作點讓我們(men) 能同時做「100 kHz 高峰值 HHG」和「1 MHz 高統計快掃」兩(liang) 類實驗。性價(jia) 比、交期、可定製性、平台擴展性四者兼得，後續我們(men) 還計劃采購 OPA 與(yu) DFG 模塊延伸波段，希望鐿鐳在「主機 + MPC + OPA + DFG」全鏈路上繼續與(yu) 我們(men) 配合。 —— 本項目客戶課題組負責人 此次麵向超快激光與(yu) 強場物理課題組的成功交付，是鐿鐳飛秒「HELioses + HYPERION-G-HE MPC」平台在「40 W 高平均功率 + 100 kHz 高重頻 + 少周期脈衝(chong) 」應用場景下的又一標杆案例。從(cong) 主機 0.03 % RMS 的頂級穩定性，到 MPC 95 % 的傳(chuan) 輸效率、6× 的壓縮比、0.064 % RMS 的輸出穩定性——每一項關(guan) 鍵指標都表明：Yb 高功率激光 + MPC 後壓縮全鏈路組合，已經能在 100 kHz 高重頻、少周期、10 GW 峰值功率下穩定輸出，正是新一代 EUV / HHG / 阿秒光源所需的基礎驅動器。 我們(men) 一直認為(wei) ，「主機 + MPC」不是簡單的「上下遊拚接」，而是能量、穩定性、光斑、色散補償(chang) 在整條鏈路上係統性協同的工程結果。主機端 0.03 % RMS 的穩定性完整透傳(chuan) 到 MPC 輸出端 0.064 % RMS，從(cong) 物理鏈路上直接壓低 HHG 長時掃描的基線噪聲；100 kHz 高重頻將傳(chuan) 統 1 – 10 kHz 係統的數據采集時間壓縮到 1/10 – 1/100。隨著 Yb 平台向 100 W、200 W 級平均功率持續演進，「40 W 少周期 100 kHz」這一檔產(chan) 品將從(cong) 今天的標杆案例演變為(wei) 更多超快激光課題組可以企及的標準配置。 如果你正在籌建 少周期飛秒 / HHG / EUV / VUV / 阿秒 / 強場物理 / TR-ARPES 實驗台，歡迎在後台留言，鐿鐳應用工程師將為(wei) 你提供 1 對 1 選型與(yu) 光路設計支持。如果你正在籌建TA / 泵浦-探測 / 鈣鈦礦光物理 / 有機光伏 / 二維材料超快 / UV 深紫外光譜實驗台，歡迎在後台留言，鐿鐳應用工程師將為(wei) 你提供 1 對 1 選型與(yu) 光路設計支持。
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