超快光谱实验的成败取决于两个维度：驱动脉冲的"波长（换颜色）"与"脉宽（时间分辨）"。前者决定实验能不能对上样品的吸收带；后者决定动力学能不能分辨到飞秒时间尺度。对钙钛矿、二维材料 TMD、量子点、有机分子等前沿凝聚态样品来说，1030 nm Yb 主机的单一波长只是起点——真正落到样品上的是经过 光参量放大（OPA）参量下转换 后的可调谐波长，覆盖 650 – 2600 nm 的可见–短波红外全段。而 TA 泵浦-探测 的时间分辨要越飞秒越好——OPA 直出的 100 – 200 fs 脉宽通常够用，但对超快电子-声子耦合、光生载流子快速热化、电荷注入界面动力学等实验，脉宽还需要进一步压缩到亚 50 fs。

这就是 MPC 脉冲压缩（Multi-Pass Cell，多通池）的价值：通过高非线性介质诱导 自相位调制（SPM） 展宽光谱，再用啁啾镜补偿群速度色散（GDD），把 OPA 输出的百飞秒脉冲进一步压缩到几十飞秒——同时保持 μJ 级单脉冲能量与 90 % 级透过率。

把这三个模块（主机 + OPA + MPC）连成一条链路，就是本次交付的核心方案——一套设备同时解决"波长可调谐"与"脉宽亚 50 fs"两个物理约束，直接落地在超快光谱与泵浦-探测实验一线。这套方案围绕以下五项能力设计：

▪  高功率飞秒主机 —— mJ 级单脉冲能量 + 亚 250 fs 短脉宽 + 三档重频（20 / 100 / 500 kHz）灵活切换
▪  光参量放大（OPA）—— Signal 650 – 900 nm + Idler 1200 – 2600 nm 双臂宽波段输出
▪  MPC 脉冲压缩 —— SPM 展宽 + 啁啾镜色散补偿，把百飞秒压至亚 50 fs
▪  波长可调谐 —— 一台设备连续覆盖可见–近红外–短波红外，兼容多种超快光谱样品体系
▪  超快光谱与泵浦-探测 —— 亚千分之一长时稳定，直接决定 TA 差分信号 ΔA 的基线噪声可控性

二、成功交付：主机 + OPA + MPC 三台设备一体化落地
本次交付面向某超快光谱前沿科研机构。该机构长期从事凝聚态材料光物理、二维材料 TMD 激子动力学、光化学反应动力学、光生载流子超快热化等方向的前沿研究，对上游驱动源在"波长覆盖 + 亚 50 fs 短脉宽 + 长时稳定性"三个维度上都提出了极高的要求。

1.客户类型：
某超快光谱前沿科研机构，聚焦飞秒瞬态吸收（TA）泵浦-探测、二维材料 TMD 激子动力学、钙钛矿薄膜光物理、光化学反应动力学、光生载流子飞秒热化过程等方向的前沿研究。

2.交付内容：
▪ HELIOS-25W-HE 高能量飞秒激光器（客户定制款，基于 HELIOS-HE 标准平台）：1030 nm Yb 全固态 CPA，1.36 mJ @ 20 kHz、26.9 W @ 100 kHz、248.5 fs / 100 kHz 主工作点，20 / 100 / 500 kHz 三档重频全部通过验收；标准型号为 HELIOS-10W-HE（10 W / 1 mJ）与 HELIOS-20W-HE（20 W / 2 mJ），本次交付为按客户实验平台需求定制的 25 W / 1.36 mJ 变型
▪ AURORA-H-HP 飞秒 OPA + SCMP 压缩器：Signal 650 – 900 nm + Idler 1200 – 2600 nm 全段连续调谐；峰值转换效率 Signal 12.75 % @ 750 nm、Idler 6.85 % @ 1214 nm；含 SCMP 压缩器，输出 < 55 fs（800 – 900 nm 段）
▪ HYPERION-S 独立 MPC 脉冲压缩模块：SPM + 啁啾镜色散补偿工程化方案，把主机或 OPA 后端脉宽压至 40.7 fs，透过率 89.38 %，输出 -10 dB 谱宽拓展到 68 nm（原始 8.85 nm，SPM 展宽 7.7×）

3.覆盖的核心研究方向
▪ 飞秒瞬态吸收（TA）泵浦-探测 —— OPA Signal 650 – 900 nm 覆盖钙钛矿带边与 TMD 激子跃迁；Idler 1200 – 2600 nm 覆盖有机分子 CT 态与量子点带间吸收
▪ 二维材料 TMD 激子动力学 —— < 50 fs 超短脉冲直接分辨激子形成、耦合、退相干过程
▪ 光化学反应中间体飞秒动力学 —— 亚 50 fs 时间分辨对超快电子转移与化学键断裂过程的直接跟踪
▪ 光生载流子超快热化 —— 40.7 fs 短脉冲可分辨热载流子冷却、能量弛豫时间尺度
▪ 后续可扩展 —— MPC 输出接入下游 TA / 泵浦-探测系统，或作为 HHG / attosecond 前端

三、为什么选了镱镭飞秒？
主机四项核心指标显著超规格：24 h 功率稳定性 0.049 % RMS（远优于 < 1 % 业内规格）、指向稳定性 5.92 μrad、M² 三档全部在 1.07 – 1.08 之间、20 / 100 / 500 kHz 三档重频灵活切换

📍 OPA 转换效率超额：Signal 峰值 12.75 %（规格 > 10 %）、Idler 峰值 6.85 %（规格 > 5 %）、Signal + Idler 总峰值 19.33 %——为 TA 差分信号提供充足的可用光子通量
📍 MPC 压缩深度业内一流：40.7 fs 输出 · 6.1× 压缩比 · 89.38 % 透过率——同档 MPC 方案中的第一梯队水平，直接把飞秒时间分辨推到亚 50 fs 区间
📍 一家厂商全链路自研 + 定制化交付能力：主机（HELIOS-HE 系列基础上按客户实验平台定制的 25 W / 1.36 mJ 变型）+ OPA（含 SCMP）+ 独立 MPC 三台设备均为镱镭自研，出厂端由同一支应用团队完成偏振、色散、光高（165 mm）对齐；避免多厂拼装带来的接口效率损失与售后死角，同时保留后续升级与二次定制的空间

四、【硬指标】
HELIOS-25W-HE 高能量飞秒激光器
HELIOS-25W-HE 属 HELIOS-HE 高能量飞秒激光器系列——标准型号包括 HELIOS-10W-HE（10 W / 1 mJ）与 HELIOS-20W-HE（20 W / 2 mJ），本次交付为按客户实验平台需求定制的 25 W / 1.36 mJ 变型（在标准 HELIOS-20W-HE 基础上上调主放大器能量、微调重频区间与冷却参数）。整机采用 Yb 全固态 CPA 架构（再生放大 + 多通放大），直接二极管抽运；20 / 100 / 500 kHz 三档重频均通过验收——同一台整机在一次采购里同时提供 mJ 级高能低重频（20 kHz / 1.36 mJ）与百微焦级高重频（500 kHz / 53.6 μJ）两种工作模式。下方图 1 – 图 8 展示了三档下的输出光谱、脉宽以及 24 h 长稳与指向稳定性。

注：功率稳定性与指向稳定性数据在 20 kHz 参数组、连续 24 h 烤机条件下测得；M² 与近场光斑直径为各档独立测得。所有数据严格按出厂测试报告执行。

*优势 1 · 三档输出光谱：中心波长稳定于 1033 nm
三档下 HELIOS-25W/1.25 mJ 输出光谱中心波长稳定在 1033.69 – 1033.82 nm，谱型接近对称高斯，无边带、无模式拍频。三档谱型高度一致，说明再生放大与多通放大链路在不同重频下的种子协同良好，为下游 OPA 参量放大提供了一致的谱基。

图 1 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 20 kHz 工作点输出光谱 · λc = 1033.69 nm	图 2 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 100 kHz 工作点输出光谱 · λc = 1033.75 nm	图 3 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 500 kHz 工作点输出光谱 · λc = 1033.82 nm

*优势 2 · 三档自相关脉宽：234 / 248.5 / 252.3 fs
20 kHz 主工作点自相关脉宽 234 fs（Gauss FWHM），100 kHz 下 248.5 fs、500 kHz 下 252.3 fs——三档全部落在 OPA 泵浦的最佳工作区间（亚 300 fs）。特别是 20 kHz 下 234 fs 短脉宽 × 1.36 mJ 单脉冲能量，直接把峰值功率推到约 5.8 GW——为下游 OPA 参量放大提供充足的峰值光强。

图 4 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 20 kHz 工作点自相关脉宽 · 234 fs FWHM	图 5 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 100 kHz 工作点自相关脉宽 · 248.5 fs FWHM	图 6 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 500 kHz 工作点自相关脉宽 · 252.3 fs FWHM

*优势 3 · 24 h 长时功率稳定性：0.049 % RMS
20 kHz 主工作点连续 24 小时烤机，功率稳定性 0.049 % RMS——优于业内 < 1 % 规格约 20 倍。下方曲线在 24 小时窗口内几乎平直、无可见热漂移，是本套系统作为 OPA + MPC 前端主机最关键的工程指标。

*优势 4 · 24 h 指向稳定性：5.92 μrad
F = 500 mm 透镜聚焦下连续 24 小时监测，远场指向稳定性 5.92 μrad——μrad 级第一梯队水平。这一水平消除了指向漂移对下游 OPA 相位匹配长度的干扰，也为 MPC 多通池的模式匹配稳定性提供了物理保证。

图 7 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 20 kHz 工作点 24 h 长时功率稳定性 · RMS = 0.049 %	图 8 ｜HELIOS-25W/1.25 mJ 24 h 指向稳定性 · 5.92 μrad

AURORA-H-HP OPA + SCMP 650 – 2600 nm 全段连续可调谐
AURORA-H-HP 采用「白光种子 + 多级 BBO 参量放大 + SCMP 输出端压缩」架构，由 HELIOS 主机 100 kHz / 200 μJ 泵浦。Signal 覆盖 650 – 900 nm 可见–近红外段，Idler 覆盖 1200 – 2600 nm 近红外–短波红外段。整段调谐输出的光谱峰形完整、峰值幅度均匀，是"每个工作点都能直接对接下游 TA 实验、无需重新对准"的核心前提。

*优势 5 · OPA 输出调谐光谱：650 – 900 nm 步进扫描
下方图 9 展示了 AURORA-H-HP 信号光在 650 – 900 nm 范围内步进扫描的输出光谱——15 + 个中心波长的光谱峰形完整、幅度均匀、无强度突变。峰值转换效率 12.75 % @ 750 nm、峰值功率 2550 mW——超出规格 27 %。

*优势 6 · OPA 全谱段调谐功率曲线：一张图看懂 650 – 2600 nm
下方图 10 汇总了 Signal + Idler 两路输出随波长的功率分布——横轴 650 – 2600 nm 覆盖可见–近红外–短波红外三大谱段。Signal 在 700 – 900 nm 平台段稳定输出 2400 mW 以上；Idler 在 1400 – 1700 nm 平台段稳定输出 1100 mW 以上；总峰值转换效率 19.33 %。

*优势 7 · OPA + SCMP 24 h 长稳：0.62 % RMS @ 750 nm
AURORA-H-HP 与 SCMP 压缩器串联下，750 nm 工作点连续 24 小时监测，功率稳定性 0.62 % RMS——优于业内 < 1 % 规格。这一水平直接决定了下游 TA 差分信号 ΔA / ΔT 的基线噪声可控性。

图 9 ｜AURORA-H-HP OPA Signal 调谐光谱 · 650 – 900 nm 步进扫描	图 10 ｜AURORA-H-HP OPA 全谱段调谐功率曲线 · Signal 峰值 2550 mW @ 750 nm（12.75 %）· Idler 峰值 1370 mW @ 1214 nm（6.85 %）· Signal + Idler 总峰值 19.33 %
图 11 ｜AURORA-H-HP OPA + SCMP 750 nm 工作点 24 h 长时功率稳定性 · RMS = 0.62 %

HYPERION-S MPC 脉冲压缩 248 fs → 40.7 fs（6.1× 压缩比）
HYPERION-S 采用工程化的多通池 + 啁啾镜色散补偿架构。核心原理是：将百飞秒脉冲注入多通池，光束在非线性介质中多次往返产生 自相位调制（SPM），把注入端 8.85 nm（-10 dB）的光谱在物理链路上非线性展宽到 68 nm（7.7×）；再通过精心设计的啁啾镜组对群速度色散（GDD）做补偿，把展宽后的光谱在时域上重新汇聚为一个 40.7 fs 的短脉冲——从 248.5 fs 到 40.7 fs 的 6.1× 压缩比。

*优势 8 · MPC 输入 / 输出光谱对比：SPM 展宽 7.7×
下方图 12 展示了 MPC 注入端与出射端光谱的对比。注入端光谱 -10 dB 带宽仅 8.85 nm（对应 248.5 fs 傅里叶极限脉宽约 200 fs），经 MPC 内 SPM 非线性展宽后，出射端 -10 dB 带宽拓展到 68 nm——为傅里叶极限脉宽压缩至 40.7 fs 提供充足的频谱资源。

*优势 9 · MPC 输出自相关脉宽：40.7 fs
下方图 13 展示了 MPC 输出端自相关测得的脉宽。压缩后脉宽 40.7 fs，落在 40 – 45 fs 目标区间；输出光束直径 2.92 mm、发散角 0.094 mrad，光束质量保持在近衍射极限水平。

图 12 ｜HYPERION-S MPC 输入 / 输出光谱对比 · SPM 非线性展宽（8.85 nm → 68 nm，7.7×）	图 13 ｜HYPERION-S MPC 输出自相关脉宽 · 40.7 fs FWHM

*优势 10 · MPC 24 h 功率稳定性 0.437 % RMS · 指向 7.2 μrad
下方图 14 / 图 15 分别展示了 MPC 输出端 24 h 长时功率稳定性与指向稳定性。MPC 输出功率稳定性 0.437 % RMS，指向稳定性 7.2 μrad——非线性压缩链路中"稳定优先"的工程化指标。

图 14 ｜HYPERION-S MPC 24 h 长时功率稳定性 · RMS = 0.437 %	图 15 ｜HYPERION-S MPC 24 h 指向稳定性 · 7.2 μrad

*优势 11 · 完整三段全链路指标一览

注：主机烤机时长口径统一为 24 h；OPA / MPC 数据严格按出厂测试报告执行。

五、客户怎么说？
我们的实验平台需要同时满足两个要求：一是波长要能覆盖钙钛矿带边、TMD 激子、有机 CT 态等不同样品；二是脉宽要压到亚 50 fs 才能分辨我们关心的超快载流子热化过程。系统比选时我们最看重"波长可调谐 + 亚 50 fs 短脉宽 + 单机全链路"这三条，镱镭的 HELIOS + AURORA-H-HP + HYPERION-S 组合是所有候选方案里唯一能同时打勾的。实测数据超出了我们的预期：OPA Signal 峰值 12.75 %、Idler 峰值 6.85 %、总峰值 19.33 %——三项都明显超规格；MPC 从 248 fs 压到 40.7 fs、透过率 89.38 %——这是同档进口 MPC 方案里的第一梯队水平。特别是主机 24 h 长稳 0.049 % RMS，比我们此前对比过的所有同档 Yb 主机都要严格一个量级，直接决定了我们下游 TA 差分信号基线噪声的可控性。镱镭的应用团队从合同阶段就深度介入我们的实验台定义与光路布局，主机 + OPA + MPC 三台设备的接口偏振、色散补偿、光高（165 mm）都由同一支团队从工厂端完成标定，避免了多厂拼装的接口对齐死角。国产化的性价比 + 交期灵活度 + 全链路自研的一致性——这三点是我们把镱镭作为核心飞秒驱动源合作伙伴的决定性理由。
 

—— 某超快光谱前沿科研机构

此次面向某超快光谱前沿科研机构的成功交付，是镱镭飞秒 HELIOS-25W-HE + AURORA-H-HP + HYPERION-S 三台设备组合在"mJ 级高能量飞秒激光器 + 全谱段 OPA + 亚 50 fs MPC 压缩"应用场景下的又一标杆案例。其中主机 HELIOS-25W-HE 是在成熟的 HELIOS-10/20W-HE 标准型号基础上，按客户实验平台需求做的一次能量-重频-冷却定制——这也是镱镭"标准平台 + 客户定制"产品策略的一次典型落地。三台设备均由镱镭自研并共同交付——从主机到 OPA、再到 MPC 的整个非线性链路上，接口偏振、色散补偿、光高标定由同一支应用团队完成，把多厂拼装最容易出问题的"接口对齐"从物理链路上直接解决掉。从工程角度看，主机 0.049 % RMS 的长稳完整透传到 OPA 输出端的 0.62 % RMS、再透传到 MPC 输出端的 0.437 % RMS——三段串联下没有出现累计噪声放大，这是全链路一体化交付的价值最直接的体现。同时 40.7 fs 的 MPC 压缩输出，把飞秒时间分辨推到亚 50 fs 区间，为二维材料激子动力学、光生载流子热化、光化学反应中间体等前沿实验提供了直接可用的物理工具。

如果您正在筹建飞秒可调谐 TA / 泵浦-探测 / 亚 50 fs 超快光谱 / 二维材料激子动力学 / 光化学反应飞秒诊断等实验平台，欢迎在后台留言，镱镭应用工程师将为您提供 1 对 1 选型与光路设计支持。