少周期飛秒激光器venteon，少周期80MHz、<5.5fs FTL脈沖持續時間
少周期飛秒激光器，venteon系列有4種型號，他們分別的特點是：
venteon Power：針對功率進行優化
venteon CEP5：隨附CEP鎖定f-2f干涉儀(f-to2f interferometer)
venteon Ultra：超寬頻激光器
venteon Dual：適用于少周期OPCPA激光器的理想前端設備
本文會根據每個不同的型號一個一個介紹其技術參數與功能，應用，少周期飛秒激光器venteon是Novanta 旗下品牌Laser Quantum的一款飛秒激光器。venteon激光技術是少周期、寬帶激光脈沖科學的代名詞，在物理、生物和化學研究等領域（如CEP穩定應用和泵探光譜學），venteon少周期飛秒激光器具有性能可靠、壽命長的特點。
Venteon系列少周期激光器腔體專門使用通過離子束濺射技術制作的DCM鏡面，以確保的相位控制和接近理論值的脈沖。Laser Quantum支持清晰地報告脈沖持續時間，詳細說明數據是基于傅立葉變換計算的理論值，還是使用SPIDER技術和儀器實際測量的持續時間。venteon為物理、生物和化學研究應用提供最短脈沖和最寬光譜帶寬，有如下幾種型號供用戶選擇：
Laser Quantum飛秒激光器venteon圖示
少周期飛秒激光器venteon采用超短脈沖激光技術，可提供<5fs (FTL)，帶寬>380nm，平均功率>900mW的最短的商用脈沖。緊湊的單片設計針對低泵浦閾值進行了優化，并包含一個集成的泵浦激光器，這些儀器的工作壽命長，可靠性高，非常堅固耐用。如下圖所示，所有venteon激光器都顯示出的穩定性和光束形狀。
venteon激光器的穩定性源于優化的熱和機械特性（左圖）
用CCD相機測量venteon少周期飛秒激光器的典型光束輪廓（右圖）
Laser Quantum飛秒激光器venteon主要特點：
互聯網連接，CEP穩定
- 遠程連接功能：可通過互聯網進行控制、診斷和優化
- 自啟動和維護：激光器以電子方式啟動，并持續監控其鎖定輪廓，以確保持續的鎖模性能
- CEP升級：該激光器既可作為CEP穩定型激光器使用，也可為將來的升級做準備
短脈沖，寬帶寬
- 低實際脈沖和超光速脈沖持續時間
- 最短脈沖：這臺激光器在制造過程中經過優化，以確保最短的脈沖和最寬的光譜帶寬
Laser Quantum飛秒激光器venteon主要應用：
- CEP穩定
- 泵探光譜學等
venteon power系列飛秒激光器：
venteon power系列經過優化，可在測量脈沖持續時間小于8fs的情況下提供高輸出功率。venteon power飛秒激光器可提供CEP穩定性能，也可隨時進行CEP升級，還可以配備壓電傳感器/線性致動器，從而允許無共振重復率鎖定。
venteon ultra系列飛秒激光器：
venteon ultra飛秒激光器可提供>240mW的<5.5fs短脈沖，其光譜帶寬從600nm-1200nm，<5.5 fs@-10dBc。由于輸出頻譜跨度大，venteon ultra可直接用于CEP穩定，而無需任何額外的頻譜增寬。venteon ultra可升級為CEP穩定激光器，或配備必要的組件，以便日后進行CEP升級。
venteon ultra光譜范圍是>600nm-1200nm。該光譜支持市面上最短的脈沖，適合進行CEP穩定(左圖)
用SPIDER測得典型的venteon ultra脈沖<5.5fs(右圖)
選項和升級：
脈沖列監測：集成的高帶寬（大于10GHz）光電二極管可用于監測重復頻率，并為TL-1000設備或外部電子設備提供信號。
重復頻率控制：通過安裝在壓電致動器上的空腔鏡，可以控制重復頻率和主動反饋，同時實現快速反饋和長期漂移控制，與TL1000重復頻率穩定裝置相結合，可實現<100fs的定時抖動。此外，壓電元件還可由客戶提供的電子設備驅動。
重復頻率和脈沖時間的主動鎖定：TL-1000是一個可選的支持單元，可將重復頻率與外部基準緊密鎖相，剩余定時抖動<100fs。
適用于venteon CEP5的CEPLoQ™技術：CEPLoQ™技術可直接調節泵功率以保持相位穩定，而無需使用AOM。因此，響應速度更快、更穩定。venteon系列激光器與Laser Quantum的軟件兼容，可與其支持團隊連接，以監控激光性能、診斷機會并進行激光優化。
水泵功率調制：泵功率的調制接入帶寬大于100kHz，調制深度達±1%，用于反饋目的。
| 規格 | venteon power | venteon ultra |
| 光電二極管 | ? | ? |
| 重復率的穩定 | ? | ? |
| CEP穩定 | ? | ? |
| CEP-zero穩定 | | ? |
venteon power和venteon ultra飛秒激光器規格參數：
| 規格 | venteon power | venteon ultra |
| 平均輸出功率 | >560mW | >240mW |
| 中心波長1 | 780±30nm | 830±30nm |
| 脈沖能量（@80MHz） | >7nJ | >3nJ |
| 頻譜帶寬 (@-10 dBc) | >200nm | >380nm |
| 脈沖持續時間（實測）2 | <8fs | <5.5fs |
| 脈沖持續時間 (FTL) | <7.5fs | <5fs |
| RMS噪聲3 | <0.1% | |
| 光束直徑4 | 0.8±0.3mm | |
| 發散角 | <3mrad | |
| 光束質量M-Squared | <1.2 | |
| 功率穩定性(24小時內RMS) | <1% | |
| 重復頻率 | 80MHZ | |
| 偏振方向 | 水平 | |
| 偏振比 | >100:1 | |
| 工作溫度 | 21°C±3°C | |
| 預熱時間 | <20分鐘 | |
| 重量(僅機頭) | 33kg | |
注：* Laser Quantum實施了一項持續改進計劃，該計劃可能會在不另行通知的情況下改進產品規格。
1、以光譜中心點測量
2、通過可選的額外腔體色散補償實現
3、噪聲帶寬1Hz至1MHz
4、4FWHM激光出口處的光束直徑
5、重復頻率精度±100kHz，可根據要求提供其他重復頻率
venteon power和venteon ultra飛秒激光器尺寸 (mm)圖示：
圖4：尺寸（左），電源裝置（右）
圖紙僅供參考，如需完整的工程師圖紙，請與我們聯系
其他信息：
- 重量(僅機頭)：33kg
- 包括冷卻系統
- 2年/5000小時（PSU"開啟"時間）全規格保修
VENTEON CEP5系列飛秒激光器:
venteon ultra可直接提供遠低于5.5fs的傅里葉變換限制（FTL）脈沖持續時間，相應的倍頻程頻譜足夠寬，可直接對脈沖進行CEP穩定，而無需使用PCF或PPLN設備進行額外的頻譜展寬。
在venteon f-to-2f干涉儀(the venteon f-to-2f interferometer)中，f-和2f成分被從倍頻程光譜中濾除，以實現f-to-2f跳變，從而為后續實驗留下超過220mW的輸出功率和<5.5fs的超光速脈沖持續時間。這是實現CEP穩定的最自然、最直接和的方法，不會扭曲激光輸出光束，并能提供出色的長期鎖定性能。
除了直接從f到2f跳變的優勢外，CEP穩定的反饋信號還可通過CEPLoQ™技術直接應用于泵浦激光器，而無需在振蕩器之前或之后放置聲光調制器。這是通過直接控制泵浦激光器±1%的功率調制來實現的，調制范圍從直流到1MHz，相位優于90°，可達700kHz，從而獲得比傳統方法更穩定的鎖定帶寬。
這兩項創新技術的結合可提供CEP穩定激光器，采用當今直接和便捷的方案，在緊湊的外殼內產生<6fs的脈沖，輸出高質量的光束，不受任何影響，只需極少的維護。
venteon CEP5激光器的venteon ultra oscillator輸出光譜（紅色）和CEP穩定輸出光譜（綠色）。
光譜翼經過過濾后用于CEP穩定。
使用CEPLoQ™技術的CEP5與泵浦激光器鎖定方案示意圖
VENTEON CEP5 的典型數據
venteon CEP5激光器采用模塊化設計，可輕松分離venteon ultra振蕩器(venteon ultra oscillator)和venteon f-2f模塊。如果不需要CEP穩定，則可拆卸venteon f-to-2f干涉儀模塊，并在實驗中使用完整的振蕩器特性，這確保了許多超快應用的靈活性。
Laser Quantum支持清晰地報告脈沖持續時間，并詳細說明數據是基于傅立葉變換計算的理論值，還是使用 SPIDER技術和儀器實際測量的持續時間。就venteon CEP5激光器而言，傅立葉變換的規格是<5.5fs，而測量的脈沖持續時間是0.5fs，這兩個數值之間的微小差異表明了該激光器出色的相位控制能力。
典型的venteon CEP5輸出脈沖，外部脈沖壓縮后用SPIDER測量 (左圖)
載波包絡偏移節拍信號(the carrier envelope offset beat)的綜合相位噪聲為68mrad（1MHz-3Hz）(右圖)
放大穩定載波包絡偏移信號，分辨率帶寬為1Hz
選項和升級：
可訂購帶有CEPzero選件的venteon CEP5，以將載波包絡偏移頻率穩定為零，從而產生具有恒定CE相位(而在標準配置中則是每四分之一）的脈沖序列。該系統可在全振蕩器功率和重復率條件下進行現場敏感實驗，而無需復雜的脈沖選取。
載波環境偏移頻率的長期跟蹤，鎖定為重復頻率的四分之一。自動色散控制使venteon CEP5能夠鎖定CEP運行數天。
測量到的1011個振蕩器脈沖的環外干擾，證明CEP鎖定效果。如圖中所示，通過在腔外光束中插入玻璃楔來調整CEP。
相關系統：
venteon dual激光器是寬帶少周期OPCPA 應用的理想前端設備。這種激光器的光譜帶寬允許產生寬帶（<5.5fs）脈沖，作為NOPA級的信號，并為基于摻鐿的放大器泵浦級提供足夠的脈沖能量。脈沖由兩個獨立的輸出端口提供，具有超低定時抖動的自同步特性。如果需要CEP穩定激光系統來實現CEP穩定OPCPA，則可訂購具有CEP5穩定技術和性能的CEP選件的venteon dual激光系統。
PST可選項：為穩定重復頻率做準備，包括一個慢速和快速壓電電機單元，以增加對空腔長度和重復頻率的精細控制。
TL-1000時間穩定器：鎖定電子設備、光電二極管、射頻分析儀和示波器，用于激光系統的全面定時穩定（需要PST選件）。
venteon CEP5飛秒激光器規格參數
| 規格 | venteon CEP5 |
| 平均輸出功率 | >220mW |
| 中心波長1 | 830±30nm |
| 脈沖能量（@80MHz） | >2.75nJ |
| 頻譜帶寬 (@-10 dBc) | >300nm |
| 脈沖持續時間（實測）2 | <6fs |
| 脈沖持續時間 (FTL) | <5.5fs |
| RMS噪聲3 | <0.05% |
| 光束直徑4 | 1.2±0.3mm |
| 發散角 | <3mrad |
| 光束質量M-Squared | <1.2 |
| 功率穩定性(24小時內RMS) | <1% |
| 重復頻率5 | 80MHZ |
| fceo-Beat 的信噪比 (100 kHz RBW） | >30 dB（使用 CEP 零選件時 >27 dB） |
| CEP 相位噪聲6 | <100mrad（使用CEP零選項時<150 mrad） |
| 偏振方向 | 水平 |
| 偏振比 | >100:1 |
| 工作溫度 | 21°C±3°C |
| 預熱時間 | <20分鐘 |
| 重量(僅機頭) | 30kg |
VENTEON CEP5飛秒激光器尺寸圖示：
1. venteon振蕩器
2. venteon模塊
3. 寬帶輸出
4. 水電接口
5. 可選正面輸出（訂購時選擇）
venteon CEP5激光器尺寸詳細圖示
其他信息：
- 重量（僅云臺和f-2f模塊）：47kg
- 包含冷卻系統
- 包含鎖定電子裝置
- 包含所必要的測量設備（示波器、射頻分析儀）
- CEPLoQ™ 技術可直接調節泵功率以保持相位穩定，而無需使用AOM，與傳統方法相比響應速度更快
- venteon CEP5激光系統具有一套遠程控制功能，包括遠程啟動、調節和色散控制。配合所提供的用戶控制軟件，激光系統的日常操作、監控和維護均無需人工干預。安裝完成后，將提供有關激光系統和所有相關組件的詳細培訓。如果需要服務，用戶控制軟件允許連接到激光系統，遠程檢查和優化激光器，確保提供快速、高效的幫助和支持。
venteon dual系列飛秒激光器：
venteon dual是寬帶少周期光參量啁啾脈沖放大器(OPCPA)應用的理想前端。這種激光器的光譜帶寬允許產生寬帶（<6fs）脈沖，作為后續 NOPA 級的信號，并為摻鐿放大器泵浦級提供額外的足夠脈沖能量。脈沖由兩個獨立的輸出端口提供，具有超低定時抖動的內在自同步特性。
輸出端提供寬帶信號脈沖，持續時間小于6fs。脈沖可選擇CEP穩定，具有venteon CEP5激光系統的典型性能。
1030nm波長的第二個輸出端可在約10nm(FWHM)的光譜帶寬內提供625pJ的能量，無需任何額外增寬，非常適合作為泵浦放大器的窄帶種子。該輸出可選擇預放大，提供能量>1nJ的脈沖。
典型的venteon dual可用輸出光譜（綠色）和未過濾1030nm種子輻射的光譜（紅色）(左圖)
顯示venteon dual激光系統24小時寬帶輸出的長期軌跡（右圖）
顯示了1030nm種子輸出15小時的光譜穩定性，測量使用單模光纖進行。
由venteon dual激光系統發射的典型 SPIDER 測量的幾周期脈沖
1030nm種子光譜由venteon dual激光系統提供，應用了以1030nm為中心的帶通濾波器，以對數刻度（紅色）和線性刻度（綠色）表示。
venteon dual系列飛秒激光器規格參數：
| 規格 | venteon dual |
| 平均輸出功率 | >200mW |
| 中心波長1 | 830±30nm |
| 脈沖能量（@80MHz） | >2.75nJ |
| 頻譜帶寬 (@-10 dBc) | >300nm |
| 脈沖持續時間（實測）2 | <6fs |
| 脈沖持續時間 (FTL) | <5.5fs |
| RMS噪聲3 | <0.1% |
| 光束直徑4 | 1.2±0.3mm |
| 發散角 | <3mrad |
| 光束質量M-Squared | <1.2 |
| 功率穩定性(24小時內RMS) | <1% |
| 重復頻率5 | 80MHZ |
| 1030nm輸出平均功率6 | >0.5mW |
| 1030nm 輸出脈沖能量6 | >6.25 pJ |
| 1030nm輸出脈沖持續時間（FTL） | <250 fs |
| 1030 nm 輸出RMS噪聲 | <0.5% |
| 偏振方向 | 水平 |
| 偏振比 | >100:1 |
| 工作溫度 | 21°C±3°C |
| 預熱時間 | <20分鐘 |
| 重量(僅機頭) | 33kg |
詳細圖示：
- venteon振蕩器（venteon oscillator）
- venteon模塊
- 寬帶輸出
- 1030nm光纖耦合輸出
- 電氣和水連接(Electrical and water connections)
- 可選正面輸出（訂購時選擇）
venteon dual系列激光器詳細尺寸圖
圖紙僅供參考，如需完整的工程師圖紙，請與我們聯系
其他信息：
- 重量（僅云臺和f-2f模塊）：47kg
- 包括冷卻系統
選件和升級：
CEP就緒：內置泵浦激光器和組件，以便將來升級CEP穩定器
CEP升級：升級為CEP穩定輸出，包括f-2f干涉儀。(需要CEP ready選項）。平均輸出功率將降至180mW；CEP鎖定的規格與CEP5激光系統類似。
PST選項：用于穩定重復頻率的準備工作，包括一個慢速和快速壓電電機單元，以增加對空腔長度和重復頻率的精細控制。
TL-1000定時穩定器：鎖定電子設備、光電二極管、射頻分析儀和示波器，用于激光系統的全面定時穩定（需要PST選件）。
