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瞬态吸收光谱（Transient Absorption Spectroscopy，TAS）是研究光生载流子、超快电荷转移、激发态动力学的核心手段——通过一束"泵浦"脉冲把样品从基态激发到激发态，再用另一束延迟"探测"脉冲探测样品吸收随时间的变化 ΔA(λ, τ)，即可分辨飞秒-皮秒-纳秒时间尺度的电子/激子动力学。
TAS 实验对飞秒主机的要求远比"能出光"苛刻：
▪ 高单脉冲能量——泵浦臂需要 μJ 级能量驱动 OPA / SHG 产生宽波段可调谐泵浦光；探测臂需要充足能量驱动白光超连续（WLC）产生宽带探针
▪ 多档重频灵活切换——低重频（20 – 50 kHz）配合样品热恢复时间；高重频（100 – 200 kHz）追求更快数据采集与更高信噪比；一台主机同时覆盖两种工作模式
▪ 极致长期稳定性——TAS 差分信号 ΔA / ΔT 通常在 10⁻³ – 10⁻⁴ 量级，主机功率任何 0.5% 级漂移都会淹没真实的动力学信号；24 h 长稳需要 < 0.1% RMS
▪ 低指向抖动——泵浦-探测两束在样品上的空间重叠决定 TAS 信号可测；指向 > 10 μrad 就会在 30 – 50 cm 光程后产生 μm 级偏移，使重叠度随时间漂移
▪ 优良光束质量——M² 接近衍射极限（< 1.15）才能高效驱动 OPA / SHG 非线性转换以及 WLC 产生的稳定性
▪ 高预脉冲对比度——预脉冲会提前激发样品、扰乱基态-激发态动力学；≥ 1000:1 对比度是 TAS 平台的门槛指标
这六条是每一位 TAS 平台建设者列 spec 时都会写下的清单——它们决定了 TAS 数据的质量下限。HELIOS-20W-HP 正是围绕这六条重新做了工程化优化的紧凑型飞秒固体激光器。
二、成功交付：一台紧凑型飞秒固体激光器，公共驱动 TAS + 泵浦-探测 + TR-PL 全平台
1.客户类型
本次交付对象为国内某双一流高校光化学与超快光谱前沿研究组——依托校级/省部级光电与超快光谱重点实验室平台建设，主攻凝聚态样品与光化学样品的飞秒-皮秒-纳秒时间尺度超快动力学研究。研究组已建成或规划建设可见-近红外瞬态吸收（VIS/NIR-TA）、时间分辨光致发光（TR-PL）、飞秒泵浦-探测（fs pump-probe）等主流超快光谱平台；本次订购的紧凑型飞秒固体激光器作为整个平台的"公共驱动源"，同时驱动泵浦臂（含 OPA / SHG 波长转换）与探测臂（含白光超连续 WLC 产生），是一支典型的"应用端苛刻、指标端严格"的用户团队。
2.交付内容
镱镭飞秒 HELIOS-20W-HP 紧凑型飞秒固体激光器（含全套水冷循环、光学耦合调试与现场验收）。整机采用 1030 nm 全固态 Yb 掺杂啁啾脉冲放大（CPA）架构，直接二极管抽运（DPSSL）、水冷、单机型；三档重频 50 / 100 / 200 kHz 全部通过出厂验收，同时定制提供 25 kHz 附加低重频工作点——一台激光器同时覆盖 mJ 级单脉冲能量实验（TA 泵浦 + WLC 产生）与百微焦级高重频快速采集（快扫描 TA / 泵浦-探测）两种工作模式。
▪ 中心波长 1038.2 – 1038.5 nm · 全固态 Yb 掺杂 CPA 架构（直接二极管抽运，水冷）
▪ 三档重频 50 / 100 / 200 kHz 全部通过出厂验收 + 附加 25 kHz / 432 μJ 工作点
▪ 50 kHz 主工作点：21.8 W / 434 μJ / 183.6 fs · 24 h 长稳 0.07 % RMS · 指向 4.56 μrad
▪ M² < 1.11（三档）· 近场光斑直径 5.20 – 5.33 mm · 线偏振 · 光高 72 mm · 水冷
▪ 预脉冲对比度 1000:1——TAS 平台门槛指标一次达标
▪ 附加交付：现场光路对齐、性能复测、操作与运维培训、全周期技术支持
3.覆盖的核心研究方向
▪瞬态吸收光谱（TAS） · 泵浦-探测——面向钙钛矿、二维材料（TMD）、量子点、有机半导体等凝聚态样品的 ΔA(λ, τ) 时间分辨吸收测量，飞秒-皮秒-纳秒三段时间窗口全覆盖。
▪光生载流子超快动力学——热载流子冷却、能量弛豫、电子-声子耦合、界面电荷分离等飞秒尺度过程的直接观测。
▪超快电荷转移与激子动力学——D-A 体系电荷转移、单线态-三线态跨越、激子形成/耦合/退相干的时间分辨追踪。
▪光化学反应中间体检测——飞秒尺度自由基/瞬态中间体的生成与消耗动力学，配合 TA 差分光谱指认反应路径。
▪时间分辨光致发光（TR-PL）与稳态-时间双模态测量——利用 25 kHz 附加低重频档兼容长寿命发光样品的时间分辨采集。
▪面向 OPA / SHG / WLC 等下游非线性单元的高稳定驱动源——凭借 0.07 % RMS 长稳与 M² < 1.11 光束质量，为下游多波段可调谐输出与超连续白光提供噪声可控的驱动基础。
三、为什么选了镱镭飞秒？
📍三档重频 + 25 kHz 附加档一台主机全部覆盖：低重频高能量档（25 – 50 kHz / 400+ μJ）驱动 OPA / SHG / WLC 三个非线性单元；高重频档（100 – 200 kHz）追求 TAS 数据信噪比——同一台设备一次采购、无需切换主机、无需重新光路对齐
📍24 h 功率稳定性 0.07 % RMS——优于行业 < 0.5 % 通常水平约 7 倍。这个数字直接决定 TAS 差分信号的基线噪声——把系统噪声压到 10⁻⁴ ΔA 量级
📍24 h 指向稳定性 4.56 μrad——对 30 – 50 cm 泵浦-探测光程，累计偏移 < 3 μm，远小于 100 μm 级泵浦-探测光斑尺寸，不会因主机指向漂移导致重叠度退化
📍183.6 fs 短脉冲 + M² < 1.11——高非线性转换效率下的 OPA / SHG / WLC 驱动源，直接决定下游 TAS 探针的光谱质量与带宽
📍预脉冲对比度 1000:1——从物理上避免"提前激发"对超快动力学测量的扰动，是 TAS 与超快光谱平台的入场券
四、硬指标
HELIOS-20W-HP 紧凑型飞秒激光器
| 项目 | 50 kHz | 100 kHz | 200 kHz | 25 kHz（附加） |
| 中心波长 | 1038.2 nm | 1038.5 nm | 1038.5 nm | 1038.3 nm |
| 脉冲宽度 (FWHM) | 183.6 fs | 187.2 fs | 189.1 fs | 184.3 fs |
| 单脉冲能量 | 434 μJ | 216 μJ | 108 μJ | 432 μJ |
| 平均功率 | 21.8 W | 21.6 W | 21.6 W | 10.8 W |
| 光束质量 M²x / M²y | 1.093 / 1.065 | 1.104 / 1.065 | 1.110 / 1.067 | 1.093 / 1.060 |
| 近场光斑直径 | 5.20 mm | 5.33 mm | 5.23 mm | 5.1 mm |
| 24 h 功率稳定性 | 0.07 % RMS | |||
| 24 h 指向稳定性 | 4.56 μrad | |||
| 预脉冲对比度 | 1000 : 1 | |||
| 光高 / 制冷方式 | 72 mm / 水冷 | |||
| 偏振方向 | 线偏振（水平） | |||
*优势 1 · 三档重频输出光谱：中心波长 1038 nm 稳定收敛
三档重频（50 / 100 / 200 kHz）实测输出光谱形状高度一致——中心波长稳定收敛于 1038.2 – 1038.5 nm 区间，波长漂移 < 0.3 nm。光谱峰形对称、-10 dB 带宽 ~10 nm，对应傅里叶极限脉宽 ~180 fs，与实测脉宽（183.6 – 189.1 fs）高度吻合，说明 CPA 链路的相位补偿状态良好。这一光谱一致性也直接保障了下游 OPA / SHG 波长转换效率与 WLC 白光超连续产生的可重复性——三档工作模式下 TAS 探针的光谱质量不会因主机重频切换而出现基线波动。
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| 图 1 | HELIOS-20W-HP · 输出光谱 @ 50 kHz · 中心波长 λc = 1038.2 nm | 图 2 | HELIOS-20W-HP · 输出光谱 @ 100 kHz · 中心波长 λc = 1038.5 nm | 图 3 | HELIOS-20W-HP · 输出光谱 @ 200 kHz · 中心波长 λc = 1038.5 nm |
*优势 2 · 三档重频脉宽（FWHM）：183 – 189 fs 稳定收敛
三档重频下自相关脉宽实测 183.6 fs（50 kHz）/ 187.2 fs（100 kHz）/ 189.1 fs（200 kHz），全部收敛在 190 fs 以内——相比典型 Yb-CPA 高能量放大器常见的 250 – 300 fs 输出，HELIOS-20W-HP 在同等能量水平下把脉宽再收窄 30 % 以上。自相关曲线主峰对称、无明显基座（pedestal），说明高阶色散补偿到位、CPA 展宽-压缩链路匹配良好。短脉宽的直接价值：单脉冲峰值功率 = 单脉冲能量 / 脉宽 —— 50 kHz 主工作点单脉冲峰值功率达 2.36 GW，可高效驱动 OPA 一阶参量放大与 WLC 白光超连续产生阈值，让 TAS 探针光谱既宽又稳。
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| 图 4 | HELIOS-20W-HP · 自相关脉宽曲线 @ 50 kHz · 183.6 fs（FWHM） | 图 5 | HELIOS-20W-HP · 自相关脉宽曲线 @ 100 kHz · 187.2 fs（FWHM） | 图 6 | HELIOS-20W-HP · 自相关脉宽曲线 @ 200 kHz · 189.1 fs（FWHM） |
*优势 3 · 24 h 功率稳定性：0.07 % RMS ★ TAS 平台核心指标
50 kHz / 21.8 W 主工作点，24 h 连续采集——功率稳定性 0.07 % RMS，把 TAS 差分信号的系统噪声下限压至 10⁻⁴ ΔA 量级。这是 HELIOS-20W-HP 在 TAS 应用场景下最直接的技术亮点。
*优势 4 · 24 h 指向稳定性：4.56 μrad ★ 泵浦-探测重叠度物理基础
500 mm 焦距透镜下光斑质心位置抖动 RMS 2.28 μm——折算到 24 h 指向稳定性 4.56 μrad。对 30 – 50 cm 泵浦-探测光程，主机端指向漂移带来的样品面偏移 < 3 μm，远小于典型 100 μm 泵浦-探测光斑，重叠度稳定。
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| 图 7 | HELIOS-20W-HP · 24 h 功率稳定性 · 0.07 % RMS @ 21.8 W / 50 kHz | 图 8 | HELIOS-20W-HP · 24 h 指向稳定性 · 4.56 μrad |
五、客户怎么说？
最直接的价值就是 24 h 长稳 0.07% RMS——我们的 TAS 平台差分信号可以稳定在 10⁻⁴ ΔA 量级，之前一直担心主机漂移会淹没弱信号，现在这个顾虑没了。25 kHz 附加档也很好用，做样品热敏感的体系时可以直接切过去。
—— 某双一流高校光化学/超快光谱前沿研究组
此次面向某双一流高校光化学/超快光谱前沿研究组的成功交付，是镱镭飞秒 HELIOS-20W-HP 在"面向瞬态吸收光谱与泵浦-探测超快动力学平台"应用场景下的又一次标杆落地。TAS 实验的挑战从来不是"出光"，而是"把差分信号稳定到 10⁻⁴ 量级、把重叠度稳定到 μm 量级、把预脉冲对比度做到 1000:1"——这些指标决定了平台能不能真正看到光生电子转移、能不能真正分辨激子形成、能不能真正得到有物理意义的 ΔA(λ, τ) 数据。
HELIOS-20W-HP 用 24 h 0.07 % RMS 长稳 + 4.56 μrad 指向 + 1000:1 对比度 + 三档重频 + 25 kHz 附加档，把上述六条 TAS 平台的核心工程约束一次性锁死。对于筹建 TAS / 泵浦-探测 / 超快光化学动力学平台的科研团队来说，"主机稳定性"从此不再是数据分析里那个抛不掉的系统误差项。
镱镭飞秒将继续在超快光谱与飞秒主机方向持续投入——面向 TAS、TR-PL、飞秒 CARS、飞秒 SFG、飞秒 THz 等对稳定性极端敏感的应用场景，把"主机不再是实验瓶颈"作为默认交付底线。
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。