FemtoLux 30飞秒激光器“干式”冷却/直接制冷剂冷却，GHz Burst模式和脉冲按需触发(PoD)技术特性

立陶宛EKSPLA飞秒激光器FemtoLux 30作为工业级高精度加工工具，其“干式”冷却技术(直接制冷剂冷却)、GHz Burst模式和脉冲按需触发(PoD, Pulse-on-Demand)三大核心技术显著提升了加工效率、稳定性和灵活性。下面是“干式”冷却技术，按需脉冲(PoD)和GHz Burst模式技术特性的介绍：

创新型“干式”冷却系统Innovative“Dry”Cooling System：

立陶宛EKSPLA飞秒激光器FemtoLux 30创新性是采用了无水冷却系统，为工业飞秒激光器中树立了新的可靠性标准，无需额外的庞大且笨重的水冷机。

传统的水冷机需要定期维护，包括冷却系统排水和冲洗，以及更换水和颗粒过滤器。此外，水泄漏可能会损坏激光头和其他设备。FemtoLux 30激光器不使用水从激光头传输热量，而是采用创新的直接制冷剂冷却方法。制冷剂从PSU集成的压缩机和冷凝器，通过装甲柔性管线循环至冷却板，整个冷却回路永久密封，无需维护。

直接制冷剂冷却系统压缩机，图片由Aspen Systems Inc.提供

干式”冷却技术的主要优势：

- 军工级可靠性

- 永久密封系统 >90,000hour MTBF

- 无需维护

- 高冷却效率

- 超低功耗 比传统方式低45%以上

- 小而轻，紧凑轻便

简单&可靠的冷却板设计：

冷却板采用分离式设计，可非常容易的从激光头上拆卸下来，便于激光器的安装。冷却模块与激光器电源单元集成在标准的4U机架机箱，总重量仅15公斤。

- 分离式冷却板

- 高度集成冷却模块集成在激光器电源机箱中

简单，可靠的分离式冷却板

FemtoLux 30 GHz Burst模式选项：

超高重频Bursts解决方案独有专利技术

独特优势：

- Femtolux 30激光器可以运行单脉冲模式, MHz burst模式，GHz burst模式, 以及MHz+GHz burst混合模式

- 基于AFL的脉冲串技术是一种非常灵活并独特的方法，能够克服其他基于光纤或固态技术所遇到的许多限制

- 任何形态的intra-burst都可基于主振荡器的初始PRR而独立实现

- GHz burst 内部脉冲间隔保持一致

- 同时提供短脉冲串Short-burst与长-脉冲串Long-burst

/短-脉冲串short burst可提供10 ns burst宽度(包含2个到 数十个GHz burst脉冲)

/长-脉冲串long burst则从~20 ns起，至数百ns burst宽度(包含数十个到数千个GHz burst脉冲)

- MHz+GHz burst混合模式

- GHz bursts 调幅包络功能

- 纯GHz burst。不产生前导脉冲或后续脉冲

- 所有Burst内部脉冲均保持超短脉冲宽度

Short GHz burst：

图1：2.2 short GHz burst包中可包含不同数量的内部脉冲，且内部单脉冲能量保持恒定

Long GHz burst：

图2(左):Long GHz burst任意整形——233KHz重频的burst波包，包含1100个2.2GHz的小脉冲，整体方形

图3(右):Long GHz burst任意整形-233 KHz重频的burst波包,包含1100个2.2GHz的小脉冲,能量逐渐下降的形状

MHz + GHz burst mode：

图4：50MHz的burst，内部包含4个2.5GHz内小脉冲 图5：50MHz的burst，内部包含10个2.5GHz小脉冲

一种全新的、多功能专利方法，用于形成超高重复率的超短激光脉冲串。

该方法基于全光纤有源光纤环（AFL）的使用。关于这项发明的详细描述，可以在以下地址找到：

[1] Andrejus Michailovas, and Tadas Bartulevičius. 2021 Int. patent application published under the Patent Cooperation Treaty (PCT) WO2021059003A1.

[2] Tadas Bartulevičius, Mykolas Lipnickas, Virginija Petrauskienė, Karolis Madeikis, and Andrejus Michailovas, (2022), "30 W-average-power femtosecond NIR laser operating in a flexible GHz-burst-regime," Opt. Express 30, 36849-36862.

技术参数：

FemtoLux 30脉冲按需触发(PoD)：

按需脉冲(PoD)功能使激光仅在需要时发射脉冲，而不是以恒定速率发射，从而实现对激光输出的精确控制，进而实现更高的效率、准确性和质量。这种功能在各类微加工应用中尤为重要，因为在这些应用中，高处理速度、恒定能量和准确性至关重要。为了在高速跟随复杂的曲率并保持等距间隔，必须确保精确调整脉冲的重复率。

尽管有人可能会尝试使用基于位置的激光触发，但由于激光系统的局限性，抖动将从几微秒到几十微秒不等，这将导致脉冲的随机间隔。另一方面，使用等时触发会导致区域过热，因为脉冲过度重叠。

立陶宛EKSPLA飞秒激光器FemtoLux 30的按需脉冲(PoD)功能具有低至20纳秒（峰峰值）的抖动，因此能够应对所有挑战，并在高速下最大化处理效率、精度和质量。

特殊优势：

- 超低抖动Jitter低于20ns，确保超高速激光微加工的脉冲间隔均匀性和稳定性

- 重频可调 可适应于复杂几何结构微加工

- 超高速度, 确保高效制程

传统的激光触发技术在维持高速下等间距的脉冲方面存在困难(如图6、图7所示)。而按需脉冲(Pulse-on-Demand，简称 PoD)功能则解决了这一挑战，使得高速微加工成为可能(如图8所示)。

时间触发：

图6：采用时间基准激光触发模式扫描复杂形状，脉冲重复频率为200KHz，扫描速度为6米/秒。扫描从右上角开始，至右下角区域结束。由于脉冲重叠，导致部分区域过热。

位置触发：

图7：采用基于位置的激光触发模式扫描复杂形状，间距为30微米，扫描速度为6米/秒。扫描从右上角开始，至右下角区域结束。数十微秒级的抖动导致脉冲间距随机变化。

按需脉冲触发pulse-on-demand (PoD)：

图8：采用按需脉冲(PoD)和基于位置的激光触发模式扫描复杂形状，间距为30微米，扫描速度为6米/秒。扫描从右上角开始，至右下角区域结束。PoD功能确保在高速度下脉冲间距保持一致。