德国Cycle Lasers飞秒激光器技术交流

德国Cycle Lasers飞秒激光器技术交流

一、 品牌与产品概述

Cycle Lasers（Cycle GmbH）是一家专注于超快激光技术的公司，其技术源于德国电子同步加速器研究所（DESY）等科研机构的前沿研究。公司致力于将高精度的飞秒激光同步技术及稳定可靠的超短脉冲激光光源，应用于科学研究与工业领域。其产品线主要围绕两大核心构建：一类是用于产生超短脉冲的飞秒激光振荡器与放大器；另一类是用于实现多台激光器或设备间超高精度时间同步的光学同步与定时分配系统。

二、 产品类型与技术参数

Cycle Lasers提供较为完整的产品组合，以满足从基础研究到工业系统的不同需求。以下是其部分主要产品类型及代表性型号的技术参数介绍。

主要产品类型列举：

飞秒光纤激光振荡器

飞秒光纤激光放大器

光学定时分配系统

光学同步控制器

平衡光学互相关器

光学重频锁定模块

高精度光学延迟线

飞秒激光种子源

用于同步的探测与反馈电子设备

定制化的飞秒激光同步解决方案

主要型号及技术介绍：

SONATA (飞秒激光振荡器)：一款基于全保偏光纤设计的飞秒激光器。其输出中心波长为1030纳米，脉冲宽度小于150飞秒（变换极限），重复频率为40或54 MHz。该型号设计注重环境稳定性和低噪声，适用于作为种子源或直接用于非线性显微成像。

SOPRANO (高功率飞秒激光器)：提供更高平均功率的飞秒激光输出。例如SOPRANO-15型号，中心波长为1550纳米，平均功率可达15瓦，脉冲能量超过25微焦，重频可调。其工作原理基于啁啾脉冲放大技术，常用于材料处理或作为光学参量放大泵浦源。

ESYNC (电子同步单元)：该设备是光学同步系统的核心控制器。它接收来自主从激光器的误差信号，通过内部算法生成反馈控制信号，以实现对从激光器重复频率和相位的精确锁定，同步精度可达飞秒量级。

BOC (平衡光学互相关器)：用于精确测量两台飞秒激光器脉冲之间的时间抖动。其工作原理基于非线性光学效应，将两束激光脉冲在非线性晶体中合束产生和频光，通过探测和频光强来反推时间差，是实现高精度同步的关键测量部件。

TDS (定时分配系统)：这是一套完整的解决方案，用于将主激光器的光学时钟信号通过光纤网络低损耗、低抖动地分配到远端的多个节点。典型参数包括分配抖动低于1飞秒，传输距离可达数公里。

FENICE (飞秒激光振荡器)：另一系列飞秒光纤激光器，强调紧凑性与启动速度。具备快速开机（<5分钟）和较好的功率稳定性（<0.5% RMS）。

TCBOC (双色平衡光学互相关器)：BOC的扩展型号，专门设计用于测量和同步中心波长不同的两台飞秒激光器（如1030纳米与1550纳米），扩展了同步系统的适用范围。

SYNCHRONIA (同步软件套件)：提供系统监控、参数配置、数据记录等功能的软件，为用户操作完整的同步系统提供界面。

AMPLITUDO (光纤放大器)：用于对飞秒激光种子脉冲进行功率放大。采用全光纤化设计，在1550米波段可提供较高的增益和输出功率。

PULSAR (定制化同步系统)：根据大型科学装置（如自由电子激光器）的特定需求，集成了激光源、分配、探测与控制模块的定制化同步解决方案。

三、 核心特点

基于其产品技术参数与设计，Cycle Lasers的产品呈现出以下几个特点：

高精度同步能力：其同步系统的核心优势在于能够实现跨长距离的亚飞秒级时间同步，技术指标在行业内有认可度。

系统化的解决方案：不仅提供独立的激光器或部件，更提供从测量、控制到分配的整体同步方案，各部件间针对协同工作进行了优化。

强调环境稳定性：多款激光器产品采用全保偏光纤架构和无水冷设计，减少了对外部环境振动和温度变化的敏感性，有利于在实验室或工业现场保持长期稳定运行。

低时序抖动与噪声：激光器产品在设计上注重降低时序抖动和相对强度噪声，这对于需要高时间分辨率或高信噪比的实验至关重要。

四、 应用领域

Cycle Lasers的技术与产品在以下领域有其应用：

大型科学基础设施：为自由电子激光装置、粒子加速器、阿秒光源、射电望远镜阵列等提供精确的时间与频率同步，确保各子系统协同工作。

超快光谱学与泵浦-探测实验：其低抖动激光器可作为时间分辨测量实验的稳定光源，特别是需要多台激光器严格同步的复杂实验。

先进材料加工：高功率飞秒激光器可用于玻璃、蓝宝石等透明材料的内部改性、切割和焊接，加工精度高、热影响区小。

多光子显微成像：稳定的飞秒激光源，特别是近红外波段的激光器，是进行深层生物组织二光子、三光子荧光显微成像的关键设备。

量子光学与计量学：在高精度光学频率梳、量子密钥分发等前沿研究中，对光源的相位噪声、时间抖动有严格要求，相关技术可在此类领域找到应用。