手册
飞秒激光器附件
进一步增强飞秒激光器的性能
从深紫外到中红外的波长扩展
可调重复频率 - 单脉冲至 80 MHz
Coherent 飞秒激光系统以其卓越的性能、易用性、高稳定性和久经考验的可靠性而著称。借助其他附件,这些激光器的性能范围可以得到进一步扩展,同时仍保持所有其他重要优势,帮助您提高研究效率和实验结果。二次、三次或四次谐波生成器可使您的操作进入可见光和紫外波长范围。一系列先进的光学参量振荡器 (OPO) 能够将波长扩展到中红外区域。脉冲拾取器增加了重复频率的灵活性。
这些附件旨在扩展 Chameleon Discovery NX、Chameleon 钛宝石系列和 Axon 激光器可实现的参数空间。
应用
- 荧光寿命成像 (FLIM)
- 瞬态吸收光谱学
- 荧光共振能量转移 (FRET) 成像
- 超快光谱
- 非线性光学
- 材料科学
超快附件一览
我们提供扩展每个 Coherent 超快振荡器性能的附件。大多数附件专用于特定激光器,以实现优化性能。下面的兼容性表是可用于您的激光器的附件。
附件兼容性表
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可用附件 |
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激光系统 |
谐波生成模块 |
脉冲拾取器 |
Select VUE* |
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VUE SHG |
VUE THG |
VUE FHG (2+2) |
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Chameleon Discovery NX |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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Chameleon Ultra II |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
Chameleon Vision II |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
Chameleon Vision S |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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Axon |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
* Select VUE 是一种带有集成 SHG 模块的脉冲拾取器
VUE 谐波生成模块
VUE(可见光和紫外延伸)是在自动免持封装中生成可见光和深紫外波长的一系列谐波生成模块。我们对模块内的非线性转换过程进行了细致优化。例如,所有相位匹配均由 VUE 无缝处理。因此,可在所有输入功率等级下以很小的脉冲展宽实现高转换效率。另外,精密的光机械设计和内置走离补偿器使无论波长调谐多快或多远,光束位置和指向都会得到优化。VUE 谐波模块具有坚固紧凑的设计,在输出端提供出色的光束质量。可以通过外部控制装置或提供的软件来控制该模块。
VUE 谐波模块可用于生成激光波长的二次谐波 (SHG)、三次谐波 (THG) 或四次谐波 (FHG)。
图 1:VUE 谐波生成模块
适用于 Chameleon Discovery NX 的 VUE SHG
Chameleon Discovery NX 是一种高功率超快振荡器,具有很宽的调谐范围:660 nm 至 1320 nm。Discovery NX VUE 是一个专用 SHG 模块,它利用这一完整倍频程波长范围,将无间隙调谐从 330 nm 一直扩展到 1320 nm,非常适合许多超快光谱学应用。它能为 FLIM 和 FRET 等显微镜应用保持出色的光束质量。通过 VUE SHG 和 Discovery NX GUI 之间的通信,还能自动保持相位匹配;这个封闭的盒式装置无需用户干预或调整。Discovery NX VUE 还与 Chameleon Discovery 的全功率控制 (TPC) 选项兼容,支持所有波长下的快速、精确的功率调制。
我们可根据客户要求提供四次谐波生成 (FHG) 模块选项,并支持将无间隙波长扩展至 250nm。
图 2:Discovery 激光器与 VUE SHG 组合的典型性能曲线。
规格 |
Chameleon Discovery VUE SHG |
调谐范围 (nm) |
330 至 660 |
转换效率 (%)1 |
>35 |
机械参数 |
|
尺寸(长 x 宽 x 高) |
385 x 286 x 207 mm (15.2 x 11.3 x 8.1 in.) |
1.处于调谐范围的峰值。
适用于 Chameleon 钛宝石激光器的 VUE 谐波模块
Chameleon VUE 是在自动免持封装中生成可见光和深紫外波长的一系列谐波生成选项。Chameleon VUE SHG 是二次谐波生成模块,可覆盖 340 nm 至 540 nm。Chameleon VUE THG 是三次谐波生成模块,也提供 SHG 输出,可实现从 227 nm 到 540 nm 的完整波长覆盖。通过使用 VUE FHG 四次谐波模块,甚至可以实现 210 至 230 nm 的更短波长。所有这些模块均专用于我们的可调谐 Chameleon 钛宝石激光器,并且注重性能和易用性。我们对模块内的非线性转换光学器件进行了细致优化,可以用非常小的脉冲展宽实现高转换效率。同样重要的是,这些 VUE 模块可与 Chameleon 激光器自动通信,支持波长调谐的按键式软件控制,并始终保持自动相位匹配。
图 3:Chameleon VUE SHG 和 THG 模块的典型性能曲线。
规格> |
Chameleon VUE SHG |
Chameleon VUE THG |
Chameleon VUE FHG |
Chameleon Ultra II 泵浦 |
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调谐范围 (nm) |
340 至 540 |
227 至 5401 |
210 至 230 |
转换效率 (%)2 |
>40 |
>10 |
> 4 |
Chameleon Vision II 泵浦 |
|||
调谐范围 (nm) |
340 至 540 |
227 至 5401 |
- |
转换效率 (%)2 |
>40 |
>10 |
|
Chameleon Vision S 泵浦 |
|||
调谐范围 (nm) |
345 至 520 |
230 至 3451 |
- |
转换效率 (%)2 |
>30 |
>8 |
|
机械参数 |
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尺寸(长 x 宽 x 高) |
385 x 286 x 207 mm (15.2 x 11.3 x 8.1 in.) |
1.VUE THG 还包括用于获取 SHG 波长的 SHG 级,峰值时的典型效率为 20%。
2.处于调谐范围的峰值。
图 4:Chameleon Discovery NX 和 Ultra II 激光器与谐波生成器组合使用时的波长覆盖范围示例。
*可根据要求提供 FHG 模块。
适用于 Axon 的 VUE SHG
我们的固定波长飞秒系统 Axon 可与专用二次谐波 SHG 模块组合起来用于可见光或紫外波长下的操作。这些模块坚固耐用且易于操作,可提供高转换效率和稳定的光束指向。这些统包的模块无需调整或内部对齐。VUE SHG 模块还与 Axon 激光器的全功率控制 (TPC) 选项兼容,无需外部调制器即可实现快速、精确的功率调制。我们还可根据客户要求提供与固定波长激光源结合使用的三次谐波 THG 解决方案。
规格> |
Axon VUE SHG |
Axon 780 |
|
波长 (nm) |
380 |
转换效率 (%) |
>25 |
Axon 920 |
|
波长 (nm) |
460 |
转换效率 (%) |
>25 |
Axon 1064 |
|
波长 (nm) |
532 |
转换效率 (%) |
>25 |
机械参数 |
|
尺寸(长 x 宽 x 高) |
385 x 286 x 207 mm (15.2 x 11.3 x 8.1 in.) |
脉冲拾取器
如果您寻求降低飞秒激光器的重复频率,可以利用外部脉冲拾取器。Pulse Select 脉冲拾取器基于声光调制器 (AOM) 技术,采用低色散设计,大部分光路使用反射光学器件,可以大大降低脉冲展宽。
Pulse Select 提供宽泛的脉冲拾取频率范围 - 从单脉冲到 frep/2,即 40 MHz。输出脉冲的重复频率可以通过内部频率选择器来控制,也可以与激光重复频率或外部触发信号同步。提供宽波长覆盖范围:我们的标准宽带脉冲拾取器型号提供从 500 nm 至 1600 nm 的高效操作,非常适合与我们的广泛的可调谐 Chameleon Discovery NX 和钛宝石激光器或相关 OPO 结合起来使用。双频段型号覆盖 340 nm - 540 nm 以及 680 nm - 1080 nm 这两个波长范围,是钛宝石激光器及其二次谐波波长的理想脉冲拾取器。宽带和双频段型号均使用单个光学器件组操作,使用简便。
我们还可根据客户要求提供双级脉冲拾取器。它们可以采用串联配置(顺次的两个布拉格单元),以实现超高对比度(对于非相邻脉冲为 200,000:1);或者采用并联配置,以从两个同步源(例如激光振荡器和 OPO)同时拾取脉冲。
Pulse Select 的优势
- 低色散 – 支持短至 < 20 fs 的脉冲
- 通过内部触发器与激光种子同步
- 脉冲拾取 frep/260,000 至 frep/2
- 外部触发操作 – 单脉冲至 3 MHz
规格 |
宽带 |
双频段 |
波长范围 (nm) |
500 - 1600 |
340 – 540 和 680 – 1080 |
最大输入功率 (W) |
5(800 nm 下) |
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输入频率(frep,MHz) |
80 |
|
输出重复频率 – 内部触发器 |
frep/260,000 至 frep/2 |
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输出重复频率 – 外部触发器 |
单脉冲至 3 MHz |
|
衍射效率 (800 nm 下,frep/20,%) |
>50 |
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对比度 (800 nm 下,frep/20) |
>75:1(对于相邻脉冲) >500:1(对于非相邻脉冲) |
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主要机械参数 |
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尺寸(长 x 宽 x 高) |
385 x 286 x 224 mm (15.2 x 11.3 x 8.8 in.) |
Select VUE – SHG 与脉冲拾取的组合
Select VUE 是一个紧凑型模块,在一体化解决方案中同时集成了 SHG 谐波模块和脉冲拾取器的功能。Select Vue 中的光学器件是精心选定的,并针对与我们的可调谐 Chameleon 80 MHz 激光器组合使用进行了优化,可大幅减少脉冲色散。灵活的 Select VUE 包括三个输出端口,分别提供非衍射光束(基波 80MHz)、拾取的基波波长以及拾取的 SHG 波长,这进一步提升了该独特附件的价值。
Select VUE 的优势
- 紧凑型一体化解决方案
- 低色散设计
- 拾取器+SHG 或仅拾取器操作。
- 宽带操作
- 单脉冲至最高 40 MHz
- 机动操作
规格> |
Select VUE |
输入规格 |
|
输入波长范围 (nm) |
660 – 1320 (Chameleon Discovery NX) |
680 – 1080 (Chameleon Ultra II) |
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输入重复频率 (MHz) |
80 |
输入平均功率 (W) |
<5 |
输入极化 |
水平,线性 |
输出规格:拾取的 SHG |
|
波长范围 (nm) |
330 – 660 (Chameleon Discovery NX) 340 – 540 (Chameleon Ultra II) |
对比度1 |
> 3000:1(相邻脉冲) > 100000:1(非相邻脉冲) |
效率 (%)1,2 |
50 |
重复频率 (MHz) |
单脉冲至 40 |
输出极化 |
垂直,线性 |
输出规格:拾取的基波 |
|
波长范围 |
660 – 1320 (Chameleon Discovery NX) 680 – 1080 (Chameleon Ultra II) |
对比度3 |
> 75:1(相邻脉冲) > 500:1(非相邻脉冲) |
效率 (%)3 |
17.5 |
重复频率 |
单脉冲至 40 MHz |
输出极化 |
水平,线性 |
机械参数 |
|
尺寸(长 x 宽 x 高) |
587 x 406 x 189...221 mm (23.1 x 16 x 7.4...8.7 in.) |
1.适用于 400nm 下以及 f/20
2. 拾取器+SHG 效率组合
3. 适用于 800nm 下以及 f/20
光学参量振荡器 (OPO)
光学参量振荡器 (OPO) 是一种非线性光学器件,可将泵浦激光波长扩展到红外区域,并可获取信号光束和闲频光束。它们可以为非线性、多模态成像提供新的波长,或者在激光光谱应用中提供广泛的操作窗口。Coherent 提供众多飞秒 OPO 选择,可与用作泵浦光源的 Chameleon Discovery NX、Chameleon 钛宝石系统或 Axon 激光器结合使用。我们所有的 OPO 均为完全自动化的,允许免提操作,非常方便。
Chameleon Compact OPO (C-OPO) 提供高达 1600 nm 的波长扩展,在与用作泵浦源的 Chameleon Ultra II 或 Vision II 激光器结合使用时,可提供 680 – 1600 nm 的组合无间隙调谐范围。闲频选项还可用于获取 1750 – 4000 nm 的波长。泵浦激光波长和 OPO 波长能独立调谐,支持双色成像或泵浦/探针应用。
Chameleon Compact OPO-VIS (C-OPO-VIS) 是一个独特的波长扩展模块,提供独立泵浦和信号调谐,并且还能通过钛宝石和 OPO 信号光束的二次谐波转换增加可见光和紫外波长。在该配置中,可提供 340 – 1600 nm 的组合无间隙的高度灵活的调谐范围。还可以通过 OPO 闲频光束将波长进一步扩展至 1750 – 4000 nm。
Chameleon MPX (MPX) 扩展了 Chameleon Ultra II 或 Vision II 的波长范围,专为非线性成像技术而设计和优化,并增加了色散预补偿功能。独立可调谐泵浦和 OPO 信号范围为 1010 – 1340 nm,可为流行的荧光探针(例如 eGFP、mCherry)提供双光束激发,支持强大且真正灵活的多模态成像。
图 5:使用 Chameleon Ultra II 泵浦时不同 Chameleon OPO 的波长覆盖范围。我们还提供其他泵浦选项。
Levante IR fs OPO 是一个自动化的功能强大的 OPO,可使用固定波长光束泵浦,并在 1320 – 2000 nm(信号)和 2170 – 5000 nm(闲频)区域内提供宽调谐范围。这使其成为扩展 Chameleon Discovery NX 的波长覆盖范围的理想 OPO,为光谱学、材料科学或显微镜应用提供了一种多功能工具。Levante IR fs OPO 也可由我们的高功率 Axon 1064 nm 型号泵浦。当 Levante OPO 与其他附件组合使用时,甚至可以提供高达 15 µm 的更长波长。
图 6:Chameleon Discovery 与波长扩展附件组合提供广泛的光谱覆盖范围。
OPO |
Chameleon Compact OPO |
Chameleon Compact OPO VIS |
Chameleon MPX |
Levante IR fs OPO |
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泵浦激光器 |
Ultra II / Vision II |
Ultra II / Vision II |
Ultra II / Vision II |
Discovery NX / Axon |
信号调谐范围1 (nm) |
1000 至 1600 |
1000 至 1600 |
1010 至 1340 |
1320 至 2000 |
闲频调谐范围 (nm) |
1750 至 4000 |
1750 至 4000 |
- |
2170 至 5000 |
集成二次谐波范围 (nm) |
- |
340 至 540 500 至 800 |
- |
- |
1.泵浦激光器依赖性
OPO 附件
如需扩展我们的飞秒 OPO 的参数窗口,可以考虑更多兼容的附件。
适用于 OPO 的 Harmonics SHG |
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二次谐波生成装置适用于我们所有的 OPO,无论是信号范围还是闲频范围。与所有谐波装置一样,它们也通过软件控制的高精度步进电机和集成走离补偿器实现了完全机动化,为调谐波长过程带来高度一致性和出色的指向稳定性。精心选定的非线性晶体和其他光学器件可实现高转换效率和超宽波长覆盖范围。 |
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适用于 OPO 的 Harmonics DFG |
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这种差频生成器 (DFG) 模块可以大幅扩展 Levante IR fs OPO 的光谱覆盖范围,并通过混合信号和闲频输出来提供跨中红外(从 4.8 至 >15 微米)的飞秒脉冲。采用对用户友好的设计以及集成光束重叠和延迟线。可通过调整 OPO 信号轻松调谐输出波长。 |
图 7:DFG 装置与 Chameleon Discovery NX 激光器泵浦的 Levante OPO 组合使用时的典型波长覆盖范围。