皮秒半导体激光器
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/ 个人分类：半导体激光器
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| 技术背景：两种不同工作类型的皮秒半导体激光器 |
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• 增益开关型：
增益开关是一种典型的驰阈振荡效应，其原因是粒子数反转和光场产生动态的相互作用。当用一个短的电脉冲来泵浦LD时，就会产生的驰阈振荡，并有一定延迟，该延迟时间取决于LD材料和结构的固有属性。调整泵浦电脉冲的宽度使得只有第一个驰阈振荡能够起振。该电脉冲在超出阈值时产生增益，这样就有一定能量的单个脉冲输出。因此，这种特性被称为"增益开关"。 |
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• Q-开关型：
Q开关型的皮秒半导体激光器中有一个启动振荡的等效可饱和吸收体即Q开关，当腔内能量积累到一定程度，这些聚集的能量会在短时间内放出，其时间尺度约为皮秒量级。真实的脉冲宽度要取决于不同结构层的饱和恢复时间，因此也就跟LD的结构有关。当驱动器产生的驱动电脉冲宽度小于1ns时，可以同步获得单个皮秒光脉冲，其抖动小于3ps。如果增大电脉冲的宽度，则会产生能量逐渐减小的多个脉冲。 |
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标准系统包括激光头、驱动器和光学附件部分。 |
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根据重复频率不同可划分两类：0～1MHz重复频率可调和100MHz固定重复频率 |
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1. 0～1MHz重复频率可调的皮秒激光器系统
• 增益开关型
重复频率0～1MHz可调
脉宽窄：最小可低于20ps
波长范围广：375～1670nm |
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| 型 号 |
波长(nm) |
光谱宽度(nm) |
脉冲宽度(ps) |
峰值功率 (mW) |
| PIL037 |
375± 10 |
< 7 |
< 60 |
> 140 |
| PIL040 |
408± 10 |
< 7 |
< 45 |
> 400 |
| PIL043 |
440± 10 |
< 7 |
< 60 |
> 140 |
| PIL047 |
473± 10 |
< 7 |
< 60 |
> 140 |
| PIL063 |
635± 10 |
< 7 |
< 40 |
> 150 |
| PIL067 |
670± 10 |
< 7 |
< 40 |
> 300 |
| PIL078 |
780± 15 |
< 7 |
< 35 |
> 300 |
| PIL083 |
830± 15 |
< 10 |
< 35 |
> 400 |
| PIL085 |
850± 15 |
< 10 |
< 25 |
> 100 |
| PIL090 |
905± 15 |
< 10 |
< 50 |
> 400 |
| PIL106 |
1060+5/-15 |
< 12 |
< 40 |
> 400 |
| PIL130 |
1300+5/-15 |
< 13 |
< 35 |
> 100 |
| PIL155 |
1550± 15 |
< 15 |
< 25 |
> 50 |
| PILxxxDFB |
850, 1310, 1550± 3 |
< 0.1 |
30 - 100 |
> 20 | | |
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|
• Q开关型 |
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| 型 号 |
波长(nm) |
光谱宽度(nm) |
脉冲宽度(ps) |
峰值功率 (mW) |
| PIL080Q |
800± 20 |
< 5 |
< 15 |
> 500 |
| PIL087Q |
870± 10 |
< 5 |
< 15 |
> 500 |
| PIL910Q |
910± 20 |
< 6 |
< 15 |
> 500 |
| PIL130Q |
1360±10 |
< 10 |
< 15 |
> 200 | | |
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2. 固定重复频率100MHz的皮秒半导体激光系统
（其它 20－100 MHz 可要求） |
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| 型 号 |
波长(nm) |
光谱宽度(nm) |
脉冲宽度(ps) |
峰值功率 (mW) |
平均功率(mW) |
| PIL040F |
400± 10 |
< 7 |
< 50 |
> 100 |
> 0.25 |
| PIL063F |
635± 10 |
< 7 |
< 45 |
> 100 |
> 0.5 |
| PIL067F |
670± 10 |
< 7 |
< 45 |
> 100 |
> 0.5 |
| PIL078F |
780± 15 |
< 7 |
< 45 |
> 100 |
> 0.5 |
| PIL083F |
830± 15 |
< 10 |
< 45 |
> 100 |
> 0.4 |
| PIL130F |
1300+ 5/-15 |
< 13 |
< 50 |
> 50 |
> 0.2 |
| PIL155F |
1550+ 5/-15 |
< 15 |
< 30 |
> 50 |
> 0.1 |
| PILxxxDFBF |
850,1310, 1550± 3 |
< 0.1 |
30－100 |
> 20 |
> 0.05 | | |
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针对两周不同重复频率的两种驱动器 |
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| 参数 \ 型号 |
EIG 1000D用于0－1MHz激光头 |
EIG 1000AF用于100MHz激光头 |
| 内部触发 |
1 MHz, 500 kHz, 200 kHz, 100 kHz －10 Hz, single shot |
100 MHz 固定 |
| 外部触发 |
0 - 1 MHz |
70 - 110 MHz |
| 输入电阻 |
1 MOhm / 50 Ohm |
50 Ohm |
| 电脉冲宽度 |
>= 10 ns |
>= 4 ns |
| 预触发与输出光脉冲之间的时间抖动 |
< 3 ps |
< 4 ps | | |
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根据波长和应用的不同，可以选择各种合适的输出光学附件。总体分为自由光输出、可调整的光纤输出和固定的光纤输出三种（如图所示）。 |
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| 1. 自由光束 |
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| 2. 光纤耦合（光纤可调整） |
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| 3. 光纤耦合(光纤固定) |
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| －标准准直 |
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| －微透镜聚焦 |
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| －标准光纤耦合 |
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| －带准直透镜的光纤耦合 |
|
| －带聚集透镜的光纤耦合 |
|
| －拆掉光纤 |
|
| －标准光纤耦合输出 |
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| －光纤耦合准直输出 |
|
| －光纤耦合聚集输出 | | |
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