Umrechnungsformel für inländische Industriestandards

Der ursprüngliche ISO-Normwert U~p~(z) ist nicht intuitiv verständlich. Die inländische Laserprüf- und Strahlprofilierungsindustrie hat daher einheitlich die Gleichmäßigkeitsqualifizierungsrate für eine intuitive Bewertung eingeführt, die für die Abnahmeprüfung, die Werksinspektion von Anlagen und die Prozesskalibrierung geeignet ist.

Umrechnungsformel: Gleichförmigkeitsqualifizierungsrate = (1−U~p~(z))× 100%

Auswertungslogik:

- Je höher der Prozentsatz der Gleichmäßigkeitsqualifizierung ist, desto besser ist die Gleichmäßigkeit des Strahlplateaus;

- Eine höhere Qualifikationsrate deutet auf einen größeren Anteil effektiver, gleichmäßiger Bestrahlungsfläche innerhalb des Strahlflecks und weniger ungültige Schwankungsbereiche hin;

- Beispiel: U~p~(z) = 0,05 entspricht einer Gleichmäßigkeitsqualifizierungsrate von 95 %, was einen qualitativ hochwertigen Flat-Top-Strahl darstellt; U~p~(z) = 0,2 entspricht 80 %, was auf eine schlechte Plateau-Flachheit des Strahls hinweist.

Grundlegende physikalische Bedeutung

Laserstrahlflecken werden in zwei Kategorien eingeteilt: Gaußsche Strahlen und Strahlen mit flacher Leistungskurve. Gaußsche Strahlen weisen eine extrem hohe zentrale Energie mit schnellem Energieabfall am Rand auf, was eine großflächige, gleichmäßige Bestrahlung unmöglich macht. Im Gegensatz dazu ist die zentrale Anforderung an Strahlen mit flacher Leistungskurve, dass die Energie/Leistung innerhalb des großen zentralen Bereichs des Flecks sehr konstant bleibt und nur zu den Rändern hin allmählich abfällt.

Die herkömmliche RMS-Homogenität bewertet primär statistisch die Gesamtintensitätsschwankungen des Strahls über den gesamten Spot und ist anfällig für Störungen durch niederenergetische Randbereiche. Daher eignet sie sich nicht zur genauen Beurteilung der Ebenheit des Kernbereichs von Flat-Top-Strahlen. Die Plateau-Homogenität U_p(z) ist ein spezielles Bewertungskriterium für Flat-Top-Strahlen. Sie eliminiert Störungen durch Randbereiche und konzentriert sich ausschließlich auf die Energieschwankungen innerhalb des Plateau-Kernbereichs des Strahlflecks. Dadurch beschreibt sie präzise die Ebenheit der oberen Strahlebene.

Produktspezifikationen und Testdaten

Produktspezifikationen

Testdaten

Testbedingungen: 20–85 A / 200μs / 1000 Hz / 20°C

Gemäß den Bewertungskriterien nach ISO 13694-3.2.11 muss die globale Pumpengleichmäßigkeit < 0,1 betragen;

Gemäß den nationalen Kriterien zur Bewertung der Einheitlichkeit erfüllt die globale Pumpeneinheitlichkeit > 90 %.

Kernproduktvorteile

1 kHz Hochfrequenz-Extremstrahlhomogenisierung mit globaler Gleichmäßigkeit von stabil über 90 %

Durch die Verwendung einer zirkumferenziell symmetrischen seitlichen Pumpenanordnung wird eine gleichmäßige axiale und radiale Einkopplung des Pumplichts innerhalb des Kristalls erreicht, wodurch die inhärenten Mängel von Gaußschen Strahlen grundlegend umgangen werden.—Zentrale Energiekonzentration und übermäßig schneller Energieabfall am Rand werden vermieden. Während des gesamten Ausgabeprozesses mit hoher Wiederholrate von 1 kHz nähert sich die Energiedichteverteilung des Strahls einem idealen Flattop-Strahl mit minimalen räumlichen Energieschwankungen und vernachlässigbarer Puls-zu-Puls-Energieabweichung. Dies erfüllt perfekt die strengen Anforderungen von Experimenten der Spitzenphysik, der Fusionsplasma-Detektion und der räumlichen optischen Kalibrierung hinsichtlich Strahlhomogenität, Puls-Zeitkonsistenz und Reproduzierbarkeit der experimentellen Daten. Dadurch werden Drift der experimentellen Daten, Verzerrungen des Detektionssignals und eine durch Strahlenergieabweichungen verursachte Verschlechterung der optischen Pfadkopplungseffizienz vollständig eliminiert.

Hochpräzise, ​​vollständig geschlossene Wasserkühlungs-Temperaturregelung für temperaturstabile Abstände bei langfristigem Hochfrequenzbetrieb

Ausgestattet mit einem maßgeschneiderten, vollständig geschlossenen Wasserkühlungssystem ermöglicht das Modul eine zonenweise, unabhängige Temperaturregelung für die wärmeerzeugenden Kernkomponenten, darunter der Nd:YAG-Laserkristall, die Pumpbarrenanordnung und der optische Resonator. Angesichts des langfristigen Betriebs mit einer Hochfrequenz von 1 kHz und der hohen stationären Ausgangsleistung wirkt es den photothermischen Effekten des Kristalls effizient entgegen und unterdrückt umfassend thermische Linsenwirkung, thermisch bedingte Strahlverzerrung und thermische Depolarisation der Verstärkung. Dies gewährleistet konstante Strahlparameter unter Hochfrequenzbedingungen und erfüllt die hohen Anforderungen präziser optischer Experimente.

Integriertes Gehäuse mit hervorragender Anpassungsfähigkeit an extreme Forschungsumgebungen

Das Gesamtsystem nutzt integrierte Gehäusetechnologie und zeichnet sich durch hervorragende Beständigkeit gegenüber mechanischen Vibrationen, elektromagnetischen Störungen, hochenergetischer Weltraumstrahlung und einem breiten Temperaturbereich aus. Es eignet sich für komplexe Forschungsbedingungen wie Reinraumlabore, Vakuumresonatoren, Weltraumsimulationskammern und Tieftemperatur-Experimentierkammern. Die integrierte, mehrstufige Rückreflexionsschutzstruktur schützt Kristall und Pumpquelle effektiv vor Schäden durch rückreflektiertes Licht im Strahlengang, verlängert die Lebensdauer der optischen Kernkomponenten und gewährleistet einen langfristig stabilen Betrieb des gesamten Lasersystems.

Vollständig rückverfolgbare Parameterprüfung gemäß den nationalen Akzeptanzstandards für Forschungsprojekte

Vor der Auslieferung wird jedes Seitenpumpenmodul einer vollständigen Strahlfeldabtastung und -messung mit einem hochpräzisen Strahlprofilometer unterzogen. Die Plateau-Homogenität U_p(z) wird gemäß ISO 13694 streng berechnet. Ein entsprechender Prüfbericht zur Strahlhomogenität sowie die Kalibrierkurve des Strahlprofils werden bereitgestellt. Alle optischen Parameter sind rückführbar und die experimentellen Daten vollständig reproduzierbar. Sie erfüllen somit die Zulassungs- und Abnahmekriterien für nationale Großforschungsprojekte, die Integration optischer Pfade in Schlüssellaboren und optische Weltraumausrüstung.—Dadurch entfällt für die Kunden die Notwendigkeit, zusätzliche Strahltests und Kalibrierungen durch Dritte durchführen zu lassen.

Zukunftsweisende Kernanwendungsbereiche

Anlagen zur kontrollierten Kernfusion | Tokamak-Plasma-Diagnosesysteme

Geeignet für optische Laserdiagnosepfade in großen Tokamak-Plasmaanlagen, dient es als zentrale Anregungslichtquelle für Thomson-Streuungs-, Rayleigh-Streuungs- und Laserinterferometrie-Diagnostiksysteme. Dank einer hohen Wiederholrate von 1 kHz und einer extrem hohen Strahlhomogenität von über 90 % ermöglicht es die kontinuierliche Echtzeitmessung von Plasmaelektronentemperatur, Elektronendichte, Ionenflussgeschwindigkeit und Randstörungsparametern in Fusionsanlagen mit Millisekundenpräzision. Der homogene, verzerrungsfreie Strahl mit flacher Spitze unterdrückt effektiv Streurauschen im optischen Diagnosepfad, verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis schwacher Detektionssignale und gewährleistet die Kontinuität und Genauigkeit der Messdaten während des langfristigen stationären Plasmabetriebs. Es bietet eine zuverlässige Laserquelle für die Erforschung des magnetischen Fusionsmechanismus und die stationäre Steuerung von Langzeitplasmapulsen.

Grenzexperimente in der Attosekundenoptik und der ultraschnellen Physik starker Felder

Weit verbreitet in hochmodernen ultraschnellen optischen Experimenten, einschließlich der Erzeugung und Charakterisierung von Attosekundenpulsen, der Erzeugung hoher Harmonischer und der Starkfeldlasertechnologie.–Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen, ultraschnelle Detektion der Elektronendynamik und Beobachtung der transienten Entwicklung von Materialstrukturen. Der extrem homogene, flache Strahl gewährleistet eine absolut gleichmäßige Verstärkung innerhalb des Lasers.–Gasziel und Laser–Durch die gezielte Wechselwirkung mit festen Targets werden harmonische Spektralverzerrungen und zeitliches Pulsjitter, verursacht durch räumliche Strahlenergiestörungen, eliminiert. Gleichzeitig erhöht die stabile 1-kHz-Ausgangsleistung mit hoher Wiederholrate den mittleren Photonenfluss von Attosekundenquellen. Dies ermöglicht die kontinuierliche Erfassung und Beobachtung hochfrequenter ultraschneller Prozesse und unterstützt bahnbrechende Forschung in der Starkfeldphysik, der Attosekunden-Metrologie und der ultraschnellen Spektroskopie.

Optische Nutzlasten für die Luft- und Raumfahrt und bordseitige Laser-Lichtwegsysteme

Anwendbar für die Kalibrierung bodengestützter optischer Nutzlasten im Weltraum, Lasersimulationstests im Weltraumvakuum, satellitengestützte Laserdetektionsquellen, Simulationen der Bestrahlung von Weltraumzielen und Leistungstests optischer Komponenten im Orbit in weltraumoptischen Anwendungsszenarien. Das hermetisch abgedichtete, strahlungsresistente Gehäuse ist optimal an extreme Weltraumbedingungen wie Weltraumvakuum, hochenergetische Weltraumstrahlung und orbitale Temperaturschwankungen angepasst und gewährleistet auch bei Langzeitbetrieb keine Strahldrift oder Leistungsverschlechterung. Die hochfrequente und hochhomogene Laserleistung ermöglicht bodengestützte Vorkalibrierungen und Simulationstests im Orbit für satellitengestützte optische Linsen, Spektraldetektionsmodule und kohärente optische Pfade im Weltraum und unterstützt so Forschung und Entwicklung sowie iterative Tests in Projekten zur Tiefraumforschung, Weltraumlaserkommunikation und Weltraumzielerfassung.

Hochenergetische, intensive Laserverstärkungssysteme und Laserplasmaphysik-Experimente

Dient als Vorverstärkungsquelle für die regenerative Verstärkung und Mehrfachverstärkung hochenergetischer gepulster Laser und eignet sich gleichzeitig für Hochenergie-Laserexperimente wie Laser-Plasma-Wechselwirkungen, Laser-Schockverfestigung, Röntgen-Pump-Probe-Detektion und Laser-Wakefield-Elektronenbeschleunigung. Der hochgradig homogene, flache Vorverstärkungsstrahl verbessert die Strahlqualität in nachfolgenden Laserverstärkungsketten und verhindert die durch räumliche Strahlinhomogenität verursachte Verstärkung von ASE-Rauschen. Die Langzeit-Wasserkühlung gewährleistet die kontinuierliche Verstärkung in Hochenergie-Lasersystemen über lange Zeiträume und sichert so die langfristige Strahlqualitätsstabilität der gesamten Anlage.

Nationales Schlüssellabor für optische Spitzenplattformen

Das Produkt erfüllt präzise die Anforderungen an die optische Pfadintegration führender Forschungsinstitute, optischer Schlüssellaboratorien führender Universitäten und optischer Experimentierplattformen nationaler Forschungsinfrastrukturen. Es deckt vielfältige High-End-Forschungsszenarien ab, darunter optische Präzisionsmesstechnik, Laserspektroskopie, nichtlineare Optik, Lasereffektprüfung unter extremen Umgebungsbedingungen und kohärente Strahlkombination. Die vollständig rückführbaren Strahltestberichte, standardisierten optischen Schnittstellen und stabilen, reproduzierbaren optischen Parameter erfüllen direkt die Zulassungsvoraussetzungen nationaler Forschungsprojekte zur Entwicklung von Instrumenten und wichtiger F&E-Programme. Zudem unterstützt es die modulare optische Pfadintegration und vereinfacht so den Aufbau und die Ausrichtung von Forschungssystemen.

Produktservice und Anpassungsunterstützung

1. Vollständige und nachvollziehbare Prüfdokumentation: Jedem Modul liegt ein ISO-genormter Prüfbericht zur Strahlhomogenität, ein Werksqualifizierungszertifikat und die Original-Strahlkalibrierungskurve bei. Die Dokumentation ist vollständig und kann direkt für den Abschluss von Forschungsprojekten, die Geräteabnahme und Projektaudits verwendet werden.

2. Spezielle technische Unterstützung für wissenschaftliche Forschung: 7×Es werden spezialisierte optische technische Beratungsdienste rund um die Uhr angeboten, mit individueller Unterstützung für die Kunden während des gesamten Prozesses, einschließlich der Integration des optischen Pfades, der Anpassung des Wasserkühlungssystems, der Resonatorausrichtung und der Optimierung der Strahlparameter.

3. Spezielle Anpassung für Forschungsszenarien: Anpassungen sind auf der Grundlage experimenteller Anforderungen hinsichtlich Strahlfleckgröße, Wiederholratenbereich, Spezifikationen der Wasserkühlungsschnittstelle, Abmessungen der mechanischen Montage und Parameter der optischen Beschichtung möglich und werden auf spezifische experimentelle optische Pfadbedürfnisse zugeschnitten.

4. Inländischer Ersatz für High-End-Laserquellen: Die optische Kernleistung wird mit importierten Side-Pump-Laser-Verstärkungsmodulen erstklassiger Marken verglichen. Dabei werden kürzere Lieferzyklen, schnellere lokale Kundendienstreaktionen und eine höhere Anpassungsflexibilität berücksichtigt, was eine umfassende autonome Steuerung der optischen Spitzenforschungsausrüstung im Inland ermöglicht.