背景
在电光领域,真正具有突破性的材料研发实属罕见。而新型电光材料RTP的诞生正是这样的里程碑事件。那么这种材料有何特殊之处?首先,无论是沿X方向传播的光束,还是沿电光性能更优的Y方向传播的光束(电场沿Z方向),RTP都能展现出显著的电光效应。其光学透明波段覆盖约400nm至4µm以上,尤其重要的是——对于腔内激光操作而言,该材料具有卓越的抗光损伤能力,在1064nm波长、1ns脉冲条件下功率耐受值可达~1GW/cm²。
这些特性固然出色,但真正令RTP脱颖而出的,是其直至200kHz(甚至可能更高)频率范围内几乎完全不存在压电共振现象。目前这一结论受限于我们的测量设备能力范围,但毫无理由怀疑其在此之上的优异表现(若驱动条件允许)。这一卓越特性为激光制造商开辟了新天地:过去他们要么受限于BBO电光调Q开关30kHz的工作频率上限,要么被迫在更高频率下使用响应速度慢得多的声光调Q开关(其固有调Q脉冲宽度更长)。如今,突破30kHz频率壁垒而不必牺牲脉冲宽度已成为可能。
与BBO的对比不可避免,但我们并非暗示RTP是激光应用的万能解决方案。恰恰相反,只有在充分理解其局限性的前提下,才能发挥其在电光调Q开关中前所未有的性能优势。RTP与BBO在调Q应用中的核心差异体现在实际可用的平均功率水平上——这并非指抗光损伤能力(事实上RTP的抗损伤性能优于大多数电光材料,仅次于BBO),而是源于调Q开关本身的设计特性。
与BBO中光束沿材料光轴传播不同,RTP中的光束沿X或Y轴传播时都会产生双折射效应。常规补偿方法是采用光学厚度匹配的双晶体结构,通过90°交叉排列使第一块晶体中沿X轴偏振的光束在第二块晶体中转至Z轴偏振。这样第一块晶体中的”慢光”在第二块中转为”快光”,理论上整体静态双折射得以抵消。但该补偿机制并不完美——即使采用最佳匹配的晶体组,在高功率光束通过时仍会出现双折射抵消失效。这是因为晶体中虽极其微弱但仍不可忽视的光吸收会导致局部热效应差异,从而破坏双晶体补偿平衡。除非采用动态可调偏置装置,否则消光比的下降将影响激光性能。因此我们认为,RTP最适合中等平均功率的激光源应用场景——当高重复频率和短调Q脉冲宽度比高平均功率更具优先级时。
相较于BBO,RTP的最大优势在于更强的电光效应:1064nm波长下,3mm孔径BBO晶体的半波电压约7kV,而同等尺寸RTP晶体仅需1,300V。考虑到二者电容值相近,RTP器件的功耗仅为BBO的十分之一强。
对于所有新材料,我们都建议用户通过实际系统测试来探索RTP的性能边界。
技术规格
参数 | 数值 |
---|---|
1064nm透过率 | >98.5 – 99.0% |
可选孔径 | 3mm/4mm/6mm/9mm |
1064nm典型半波电压(X切) | 对应孔径分别为1,300V/1,750V/2,600V/3,500V |
对比度 | >20dB(可达~30dB) |
接收角 | >1° |
损伤阈值 | 1064nm波长10ns脉冲下>600MW/cm² |
常用波长 | 650-1000nm(BBAR)、1030/1064nm、1550nm、1950nm |
物理尺寸 | 参见侧边栏接口图纸 |
“高重复频率普克尔斯盒调Q确实令人心动”,但您可能会问”如何驱动它?”点击侧边栏链接查看Leysop配套提供的100kHz调Q驱动器方案。
紧凑封装版本
我们还可提供直径25mm紧凑型封装的3mm/4mm孔径版本。理论上6mm晶体也能适配该封装,但内部空间较为局促,故非首选方案。
应用领域
除高重复频率调Q外,RTP普克尔斯盒另一主要应用是脉冲挑选——将ps/fs锁模激光器典型的80-100MHz输出降至更低重复频率,例如用于再生放大器输入或匹配实验数据速率。该应用既支持固定频率也支持随机脉冲序列模式。超高速脉冲挑选可能需要大功率驱动器,尽管RTP器件本身功耗较低。我们推荐德国BME KG公司的高性能驱动器(其高速普克尔斯盒驱动技术独步业界),与之合作我们已实现20MHz连续脉冲挑选系统。
针对亚纳秒上升时间应用,我们还提供适配50Ω阻抗脉冲驱动器的专用RTP普克尔斯盒版本。
配套设备推荐
理想配套放大器方案:
• 100kHz RTP调Q驱动器 PCD-3000:专为RTP优化的100kHz驱动器
• M1000电光调制器高压放大器:输出电压>1000V,带宽1MHz
• M2500电光调制器高压放大器:中档性能,2500V输出,~600kHz带宽