CEO制造生產(chǎn)了一系列準(zhǔn)連續(xù)（Quasi-CW）泵浦增益模塊。這些模塊的輸出能量高于4焦耳，并且小信號(hào)的增益可以高達(dá)600倍以上。這些泵浦棒的長(zhǎng)度從2mm 到10mm不等，半導(dǎo)體巴條數(shù)從3 到 300 不等。
這份應(yīng)用說(shuō)明中包含一些增益模塊的產(chǎn)品規(guī)格以及性能方面的數(shù)據(jù)，如自由運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，PowerPULSETM增益模塊的輸出脈沖能量等數(shù)據(jù)；若作為放大器使用時(shí)，總的小信號(hào)增益倍數(shù)以及儲(chǔ)蓄能量等數(shù)據(jù)。
PowerPULSETM增益模塊利用封裝在Golden BulletTM陣列的可靠的QCW激光二極管巴條，從而具有很長(zhǎng)的使用壽命。準(zhǔn)連續(xù)泵浦模塊的壽命甚至超過(guò)10000小時(shí)，可以達(dá)到200億次發(fā)射。
1 不同諧振腔中的PowerPULSETM增益模塊
PowerPULSETM系列功率脈沖增益模塊可以在各種不同的諧振腔下使用。我們給出了各種模塊之間的比較。表1列出了各種增益模塊的典型運(yùn)行參數(shù)。RBA系列模塊的輸出能量輸出范圍為：20mJ ---- 400mJ。而REA系列的增益模塊，輸出的脈沖激光能量可以高達(dá)4J。
RBA PowerPULSETM系列模塊
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型號(hào) |
晶體棒類(lèi)型 |
輸出能量3 |
工作電壓4 |
峰值驅(qū)動(dòng)電流 |
|
RBA20-2P5 |
2mm， YAG2 |
>50mJ |
36V |
60A |
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RBA30-2P5 |
3mm， YAG2 |
>60mJ |
36V |
60A |
|
RBA35-2P5 |
3mm， YAG1 |
>70mJ |
60V |
50A |
|
RBA20-2P1 |
2mm， YAG2 |
>80mJ |
36V |
95A |
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RBA25-3P5 |
3mm， YAG1 |
>100mJ |
54V |
35A |
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RBA30-3P5 |
3mm， YAG2 |
>110mJ |
54V |
60A |
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RBA30-2P1 |
3mm， YAG2 |
>120mJ |
36V |
90A |
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RBA30-1P200 |
3mm， YAG2 |
>175mJ |
18V |
175A |
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RBA30-3P1 |
3mm， YAG2 |
>200mJ |
54V |
90A |
|
RBA20-3P200 |
2mm， YAG2 |
>300mJ |
54V |
175A |
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RBA30-4P200 |
3mm， YAG2 |
>400mJ |
72V |
170A |
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2晶體棒長(zhǎng)度：63mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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3最小脈沖能量的工作參數(shù)為：工作頻率100Hz，電流脈沖寬度250μs。 |
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4泵浦模塊的工作電壓 |
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REA PowerPULSETM系列模塊
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型號(hào) |
晶體棒類(lèi)型 |
輸出能量5 |
工作電壓6 |
峰值驅(qū)動(dòng)電流 |
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REA5006-3P5 |
5mm， YAG1 |
>400mJ |
180V |
50A |
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REA5006-2P1 |
5mm， YAG1 |
>500mJ |
120V |
95A |
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REA10008-2P1 |
10mm，YAG2 |
>725mJ |
160V |
95A |
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REA7008-3P1 |
7mm， YAG2 |
>1J |
240V |
95A |
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REA6308-3P200 |
6.35mm， YAG2 |
>1.4J |
240V |
145A |
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REA10008-3P200 |
10mm， YAG2 |
>2.5J |
240V |
175A |
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REA10010-3P200 |
10mm， YAG3 |
>3.3J |
300V |
175A |
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REA10012-3P200 |
10mm， YAG4 |
>4J |
360V |
175A |
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1晶體棒長(zhǎng)度：126mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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2晶體棒長(zhǎng)度：146mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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3晶體棒長(zhǎng)度：167mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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4晶體棒長(zhǎng)度：188mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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5最小脈沖能量的工作參數(shù)為：工作頻率100Hz，電流脈沖寬度250μs。 |
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6激光模塊的工作電壓 |
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其中的某些模塊的參數(shù)是在Q-開(kāi)關(guān)的模式下運(yùn)行。在自由運(yùn)轉(zhuǎn)諧振腔和Q-開(kāi)關(guān)的能量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以獲得它們之間的關(guān)系式。這個(gè)關(guān)系式依賴(lài)于腔體的設(shè)計(jì)、泵浦參數(shù)以及輸出耦合器的選擇。根據(jù)這個(gè)關(guān)系式以及自由運(yùn)轉(zhuǎn)諧振腔的輸入能量值，我們可以預(yù)測(cè)該模塊在Q-開(kāi)關(guān)模式下運(yùn)行的輸出能量大小。
2PowerPULSETM增益模塊用作放大器
PowerPULSETM模塊也可以作為理想的激光放大器使用。激光放大器的兩個(gè)重要的參數(shù)是：小信號(hào)增益和儲(chǔ)蓄能量大小。小信號(hào)增益參數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱的數(shù)字，它表明小信號(hào)（低于飽和極限）經(jīng)過(guò)一次模塊后，能獲得的信號(hào)大小。儲(chǔ)蓄的能量值表明了再給定足夠多的穿越次數(shù)，以及飽和輸入信號(hào)時(shí)，我們能夠從模塊提取的能量大小。表2列出了該系列模塊的小信號(hào)增益參數(shù)和儲(chǔ)蓄能量值。
通常，在給定的泵浦功率下，長(zhǎng)度越小的晶體棒擁有更大的增益倍數(shù)，越長(zhǎng)的棒則能儲(chǔ)蓄更多的能量。在選擇合適的增益模塊時(shí)，需要對(duì)退極化（由棒所受到的壓力引起的現(xiàn)象）和增益的不均勻性（由于泵浦光強(qiáng)的分布引起的現(xiàn)象）進(jìn)行適當(dāng)考慮。
RBA PowerPULSETM系列模塊
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型號(hào) |
晶體棒類(lèi)型 |
小信號(hào)增益3 |
儲(chǔ)蓄能量 |
峰值驅(qū)動(dòng)電流 |
|
RBA20-2P5 |
2mm， YAG2 |
37 |
75mJ |
60A |
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RBA30-2P5 |
3mm， YAG2 |
4.9 |
75mJ |
60A |
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RBA35-2P5 |
3mm， YAG1 |
8.2 |
100mJ |
50A |
|
RBA20-2P1 |
2mm， YAG2 |
420 |
125mJ |
95A |
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RBA25-3P5 |
3mm， YAG1 |
130 |
100 mJ |
35A |
|
RBA30-3P5 |
3mm， YAG2 |
11 |
115 mJ |
60A |
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RBA30-2P1 |
3mm， YAG2 |
12 |
120 mJ |
90A |
|
RBA30-1P200 |
3mm， YAG2 |
15 |
130 mJ |
175A |
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RBA30-3P1 |
3mm， YAG2 |
45 |
180 mJ |
90A |
|
RBA20-3P200 |
2mm， YAG2 |
205 |
110 mJ |
65A |
|
RBA30-4P200 |
3mm， YAG2 |
320 |
270mJ |
100A |
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2晶體棒長(zhǎng)度：63mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
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3最小小信號(hào)增益的工作參數(shù)：工作頻率100Hz，電流脈沖寬度250μs。 |
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REA PowerPULSETM系列模塊
|
型號(hào) |
晶體棒類(lèi)型 |
小信號(hào)增益5 |
儲(chǔ)蓄能量6 |
峰值驅(qū)動(dòng)電流 |
|
REA5006-3P5 |
5mm， YAG1 |
13 |
340 mJ |
50A |
|
REA5006-2P1 |
5mm， YAG1 |
24 |
420 mJ |
95A |
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REA10008-2P1 |
10mm，YAG2 |
2.9 |
560 mJ |
95A |
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REA7008-3P1 |
7mm， YAG2 |
26 |
840 mJ |
95A |
|
REA6308-3P200 |
6.35mm， YAG2 |
700 |
1350 mJ |
145A |
|
REA10008-3P200 |
10mm， YAG2 |
28 |
1740 mJ |
175A |
|
REA10010-3P200 |
10mm， YAG3 |
63 |
2170 mJ |
175A |
|
REA10012-3P200 |
10mm， YAG4 |
147 |
2600 mJ |
175A |
|
1晶體棒長(zhǎng)度：126mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
||||
|
2晶體棒長(zhǎng)度：146mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
||||
|
3晶體棒長(zhǎng)度：167mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
||||
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4晶體棒長(zhǎng)度：188mm，平端面，摻雜0.6%Nd |
||||
|
5最小小信號(hào)增益的工作參數(shù)：工作頻率100Hz，電流脈沖寬度250μs。 |
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3. 退極化現(xiàn)象
由于晶體棒所受到的壓力引起的退極化現(xiàn)象對(duì)諧振腔和放大器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)具有重要的影響。退極化率的大小取決于晶體棒發(fā)出的熱量。這些熱量是關(guān)于泵浦周期的函數(shù)。對(duì)于一個(gè)固定的泵浦脈沖寬度和驅(qū)動(dòng)電流，退極化率可以根據(jù)一個(gè)函數(shù)計(jì)算得到。圖1顯示了典型增益模塊的退極化率大小與重復(fù)率的關(guān)系。
圖1：REA10008-3P200工作在250μs，130A時(shí)退極化率與重復(fù)率的關(guān)系曲線。
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