超快KD*P普克爾斯盒
（用于脈沖切片和脈沖拾取的皮秒級高速調制）
背景介紹
對于大多數常規應用（如Q開關和激光束調制），標準的EM500和EM500M系列縱向普克爾斯盒已足夠。這些器件在合適的電驅動波形下可實現500ps及以上的上升時間。然而，在大多數系統中，電脈沖發生器對Pockels盒負載電容的驅動速度才是關鍵限制因素，因此典型的上升時間通常在3-5ns范圍內。
但對于某些特殊應用（如脈沖拾取（Pulse Picking）和脈沖切片（Pulse Slicing）），需要盡可能短的上升時間，而這正是我們的**UPC（Ultra-Fast Pockels Cell）**系列的優勢所在。
- 脈沖拾取（從高重復頻率脈沖序列中選擇單個或多個脈沖，尤其是鎖模激光器）：通常需要納秒級上升/下降時間，以生成幾納秒的時間窗口。
- 脈沖切片（從長脈沖中提取超短脈沖）：要求更嚴格，不僅需要亞納秒級的超短脈沖，還要求光學脈沖的時間波形非常干凈，無過沖或振鈴效應。
UPC的獨特設計
- 50Ω阻抗匹配
- 大多數Pockels盒雖然使用50Ω RF接口（如BNC），但內部結構并未真正實現阻抗匹配，導致高速信號反射。
- UPC采用特殊電極設計和優化的內部結構，確保從輸入接口到KD*P晶體環形電極的阻抗嚴格匹配，從而最小化信號反射，實現超快響應。
- 電脈沖傳播優化
- KD*P的介電常數較高（~50），電脈沖在光學孔徑內的傳播速度相對較慢。
- 因此，超快開關速度和大孔徑之間存在矛盾——UPC通過6mm晶體實現5mm光學孔徑，在保持高速（<150ps上升時間）的同時提供足夠的通光尺寸。
- 低驅動電壓設計
- 由于驅動電壓隨波長線性增加（功率需求按波長平方增長），降低電壓對系統成本至關重要。
- UPC提供**單晶體（半波電壓）和雙晶體（四分之一波電壓，并聯驅動）兩種版本，后者尤其適合1064nm（~3.6kV）和Ti: Sapphire激光（800nm）**等應用。
典型應用
- 脈沖切片（Pulse Slicing）
- 從低噪聲、窄光譜的Q開關激光脈沖（納秒級）中提取亞納秒甚至皮秒級短脈沖，同時保持高峰值功率。
- 適用于后續放大，生成難以通過Q開關或腔倒空技術實現的超短高能脈沖。
- 脈沖拾取（Pulse Picking）
- 從**超高重復頻率鎖模激光（如1.5GHz，脈沖間隔~667ps）**中選擇單個或連續脈沖組。
- 已成功應用于電子束粒子加速器的光陰極測試，精確提取210個連續脈沖。
- 超快激光系統中的預脈沖和ASE噪聲抑制
- 在多程放大系統（TW/PW級）中，UPC可有效去除主脈沖前后1-3ns的雜散信號和ASE噪聲，避免非線性放大過程中的能量浪費和目標預熱。
技術優勢總結
✔?超快響應：<150ps上升時間（實測）
✔?高阻抗匹配：50Ω設計，最小化反射和波形畸變
✔?寬光譜范圍：0.3-1.2μm（UV-NIR），特別適合Ti:Sapphire（800nm）和Nd:YAG（1064nm）
✔?靈活配置：單/雙晶體版本，適應不同電壓需求
