Ekspla高功率密度激光器系统系列介绍（九）ANL MM 多模（MM）高能量调Q Nd:YAG 激光器
2024-03-30363高能ANL MM系列激光器旨在产生1064纳米高能纳秒脉冲。高脉冲能量、优异的脉冲间能量稳定性和卓越的光束质量使得这些系统非常适合OPO或掺Ti：蓝宝石激光器系统泵浦、材料加工、等离子体诊断等应用。
ANL MM系列Q开关振荡器设计为极其可靠和稳定的纳秒级种子源，紧凑型机身却能够产生数百毫焦耳能量的脉冲。振荡器的关键元件的位置和固定方式，让服务人员易于接近操作，便于维护。具有更高M2的型号采用了延长的振荡腔设计，这可以使更多的模式发生振荡，从而导致M2值高达90。在这种情况下，光束剖面变得非常均匀和平坦，这在许多应用中都很有用。
ANL系列线性放大器是高能纳秒激光器系统的高性价比解决方案。先进的光束整形确保了在激光输出处的光束空间剖面平滑，无热点。较低的光束退偏振水平使得可以用可选的内置谐波发生器高效地产生高达4次谐波。简单而经过实践检验的设计确保了ANL MM系列激光器的易于维护和可靠的长期运行。
安装在恒温加热器中的角度调谐非线性晶体谐波发生器用于倍频、三倍频和四倍频谐波的生成。谐波分离系统旨在确保辐射的高光谱纯度并将其直接导向输出端口。谐波发生器可以集成到激光头中，也可以放置在激光头外的辅助谐波发生器模块中。输出波长切换是手动进行的。可以根据要求提供电动波长切换。
激光器可以由内置或外部脉冲发生器进行触发。外部触发需要TTL电平的脉冲。无论哪种情况，激光脉冲与Q开关触发脉冲的RMS抖动均小于0.5纳秒。
系统控制可通过控制面板、USB和LAN接口进行（RS232作为可选项）。该系统可以通过提供的Windows操作系统软件从个人计算机进行控制。
设备特点
高能纳秒激光器
高达10焦耳的脉冲能量
5纳秒脉冲持续时间
可选的Z长20纳秒脉冲持续时间
10或20赫兹的脉冲重复频率
脉冲能量稳定性优于0.5％RMS
?可选M2高达90的型号
高效泵浦腔和先进的光束整形，实现Z大脉冲能量提取
放大器级之间的接力成像装置，使激光输出处的光束剖面更加平滑
热致双折射补偿
可选的恒温倍频、三倍频、四倍频和五倍频发生器
低抖动的内部/外部同步
坚固稳定的激光头
通过键盘、USB和LAN接口进行控制，配备Windows控制软件（RS232作为可选项）
相关应用
OPO、掺Ti：蓝宝石、染料激光泵浦
材料加工
等离子体产生和诊断
非线性光谱学
遥感
技术指标：
| 型号 | ANL3k10 | ANL5k10 | ANL7k10 | ANL10k10 |
|---|---|---|---|---|
| 主要指标 1) | ||||
| 输出能量 | ||||
| at 1064 nm | 3000 mJ | 5000 mJ | 7000 mJ | 10000 mJ |
| at 532 nm 2) 3) | 1500 mJ | 2500 mJ | 3500 mJ | 5000 mJ |
| at 355 nm 2) | 1000 mJ | 1300 mJ | 1700 mJ | 2000 mJ |
| at 266 nm 2) | 270 mJ | 400 mJ | 500 mJ | 700 mJ |
| 脉冲重复频率 | 10 Hz | |||
| 脉冲宽度 4) | 5 ± 1 ns | |||
| 脉冲能量稳定性 5) | ||||
| at 1064 nm | ≤ 0.5 % | |||
| at 532 nm | ≤ 1 % | |||
| at 355 nm | ≤ 2 % | |||
| at 266 nm | ≤ 3 % | |||
| 长期功率漂移 6) | ± 2 % | |||
| 光束空间分布 7) | Super-Gaussian | |||
| M2 8) | ~5 | |||
| 光斑直径 9) | ~18 mm | ~25 mm | ||
| 光束指向稳定性 10) | ≤ 50 μrad | |||
| 光束发散角 | ≤ 0.5 毫弧度 | |||
| 光学脉冲抖动 11) | ≤ 0.5 ns | |||
| 线宽 | ≤ 1 cm-1 | |||
| 偏振特性 | 线性 | |||
| 物理尺寸 12) | ||||
| 激光头尺寸 (W×L×H mm) | 460 × 1250 × 260 | 460 × 1500 × 260 | 600 × 1800 × 300 | |
| 电源柜尺寸(W×L×H mm) | 550 × 600 × 1250 | 550 × 600 × 1640 | ||
| 尾缆长度 13) | 5 m | |||
| 运行环境要求 14) | ||||
| 电源要求 15) | 208, 380 or 400 V AC, three phase, 50/60 Hz | |||
| 功率消耗 16) | ≤ 5 kVA | ≤ 6 kVA | ≤ 7 kVA | ≤ 8 kVA |
| 供水 16) | < 5 l/min, 2 Bar, max 15 °C | < 12 l/min, 2 Bar, max 15 °C | ||
| 运行环境温度 | 22 ± 2 °C | |||
| 储藏环境温度 | 15 – 35 °C | |||
| 相对湿度 (无凝结) | ≤ 80 % | |||
| 房间洁净度 | ISO Class 7 | |||
1.由于持续改进，所有规格可能会在无需通知的情况下变更。标记为“典型”的参数表明典型性能，可能会随我们制造的每套设备而变化。所述参数可根据客户需求进行定制。除非另有说明，所有参数均在1064纳米处测量。
2.谐波输出是可选的。具体规格适用于购买相应谐波模块的情况。输出不是同时进行的。
3.倍频可使用LBO晶体获得，转换效率将提高至70%。如果订购TH/FH选项，则倍频转换效率将降低至约50%。
4.标准脉冲持续时间为5纳秒。其他脉冲持续时间可在10至20秒的范围内订购。输出能量可能会因持续时间而异。
5.在稳定的环境条件下，归一化到平均脉冲能量（RMS，平均值为60秒）。
6.在环境温度变化小于±2°C，30分钟热身后的8小时内测量。
7.在近场中的6-11阶超高斯空间模式。
8.M2值标准为~5。可订购范围为20-90的版本。
9.光束直径以高斯光束的1/e2级别和超高斯光束的FWHM级别在信号输出处进行测量。
10.光束指向稳定性评估为光束质心在聚焦元件的焦平面上的移动（RMS，平均值为60秒）。
11.光脉冲相对于电输出的光脉冲抖动：Trig out > 3.5 V @ 50 ?。
12.系统尺寸是初步的，取决于客户实验室布局和购买的其他选项。
13.根据要求可提供长达10米的更长的脐带。
14.激光器和辅助单元必须放置在没有灰尘和气溶胶的地方。建议在有空调的房间内运行激光器，前提是激光器与空调出风口保持一定距离。激光器应放置在坚固的工作台上。应确保一侧有通道。
15.允许的电压波动为标称值的+10% / -15%。
16.根据系统配置，功耗和水供应要求可能会有所偏差。
注意：激光器必须始终连接到市电。如果长时间没有市电超过1小时，则激光器（系统）需要在开启前进行数小时的预热。
可选项
| 选项 | 描述 | 说明 |
|---|---|---|
| - G | 类高斯光束空间分布 | 基频输出能量会比标准型号降低~80% |
| - M20…90 | 提供平坦、光滑的光束轮廓，在近场和中场中没有热点和衍射环 | M2 > 20 或 M2 > 90 |
| - RLI | 可选的接力成像装置用于获得平滑的光束分布轮廓 | |
| - AW | 水-风冷却 | 替代或补充水-水冷却装置。热量耗散等于总功耗。 |
| - N10…N20 | 10 – 20 ns 脉冲宽度 |
运行性能：
ANL10k10-SH系统的光路原理图 (实际装置可能会有变化)
高能量ANL系统的典型长期能量稳定性
ANL MM 激光器系统1064 nm光束输出的典型光斑 (在放大器出光口位置成像测量)
ANL MM 激光器系统532nm光束输出的典型光斑 (倍频晶体位置成像测量)
ANL MM 激光器高阶M平方系统532nm光束输出的典型光斑 (倍频晶体位置成像测量)
设备照片和图纸：
ANL10k10-MM 激光器系统典型外观图片(实际系统可能会有不同)
ANL7k10或ANL10k10 型号激光头的外形图纸(实际尺寸可能会有变化)
ANL3k10或ANL5k10型号激光头的外形图纸(实际尺寸可能会有改变)
典型电源柜尺寸(所使用的MR机架取决于激光型号)
电源柜尺寸：
机柜型号 | 可用高度 | 高度 H, mm | 宽度 W, mm | 深度 D, mm |
|---|---|---|---|---|
| MR-9 | 9 U | 455.5 (519 1) ) | 553 | 600 |
| MR-12 | 12 U | 589 (653 1) ) | 553 | 600 |
| MR-16 | 16 U | 768 (832 1) ) | 553 | 600 |
| MR-20 | 20 U | 889 (952 1) ) | 553 | 600 |
| MR-25 | 25 U | 1167 (1231 1) ) | 553 | 600 |
| MR-34 | 34 U | 1640 (1709 1) ) | 553 | 600 |
含脚轮全高
参考文献：
Conversion efficiency of a laser-plasma source based on a Xe jet in the vicinity of a wavelength of 11 nm
相关应用: 高强度源
XUV generation from the interaction of pico- and nanosecond laser pulses with nanostructured targets
相关应用: 高强度源
Development and characterization of a laser-plasma soft X-ray source for contact microscopy
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EUV spectra from highly charged terbium ions in optically thin and thick plasmas
相关应用: 高强度源
Enhancement of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Detection Limit Using a Low-Pressure and Short-Pulse Laser-Induced Plasma Process
相关应用: 激光光谱 激光诱导击穿光谱（LIBS）
下篇预告：Ekspla高功率密度激光器系统系列介绍（十）ANL HP 高功率二极管泵浦纳秒放大器系统
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