Coherent stellt mit dem Legend Cryo RGA den ersten cryogenisch gekühlten regenerativen Verstärker vor.

Das Verfahren des Kühlens des Ti:Saphir Kristalls auf Stickstofftemperatur hat sich in den letzten Jahren immer mehr zur Methode der Wahl entwickelt, wenn es darum geht, hohe mittlere Leistungen aus einem Ti:Saphir Ultrakurzpulsverstärker zu generieren. Auch Coherent hat ein entsprechendes Produkt Legend HE Cryo seit über einem Jahr im Programm.

Der Legend Cryo nutzt den bewährten wartungsfreien cryogenischen Kreislauf mit Kältefinger, um den Ti:Saphir Kristall auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff oder noch darunter abzukühlen. Bei dieser Temperatur steigt die Wärmeleitfähigkeit des Kristalls um nahezu drei Größenordnungen und reduziert die thermische Linse entsprechend. Somit kann man Pulsenergien von bis zu 10 mJ und hohe mittlere Leistungen von mehr als 10 Watt aus einem solchen Verstärker generieren.

Bisher wurde ein solchermaßen gekühlter Kristall jedoch immer in einer Multipass Verstärkerkonfiguration eingesetzt. Im Legend Cryo RGA sitzt der Ti:Saphir Kristall jetzt erstmals in einer regenerativen Verstärkerstufe ähnlich wie bei der bewährten Legend-Familie von regenerativen Verstärkern, dem weltweit meistgebauten Ultrakurzpulsverstärkersystem. Somit kann jetzt erstmals auch der cryogekühlte Verstärker von den Vorteilen des regenerativen Verstärkungsprinzips profitieren. Dieses ist dem Multipass Konzept hinsichtlich Effizienz, Strahlqualität, Energie- und Richtungsstabilität sowie dem Kontrastverhältnis überlegen.

Als Pumplaser dient der ebenfalls neu vorgestellte Evolution HE, ein Derivat der erfolgreichen und bewährten Evolution 90 Baureihe. Anstatt jedoch die maximale Leistung von 90 Watt bei einer Wiederholrate von 5–10 kHz zu erzielen, wurde der Evolution HE auf hohe Pulsenergie bei niedrigeren Wiederholraten optimiert. Eine Pulsenergie von mehr als 50 mJ bei 1 kHz ist das Resultat und spart so die Verwendung von zwei Evolution 30 Pumplasern am Legend Cryo RGA.

Das Resultat ist ein einstufiges Verstärkersystem mit nur noch einem Pumplaser. Das reduziert den Aufwand an Justage und sonstiger Wartung erheblich und verbessert darüber hinaus auch die Performance des Systems. Pulsenergien von bis zu 5 mJ bei 1 kHz oder 1 mJ bei 10 kHz können erreicht werden. Die ausgezeichnete Puls-zu-Puls Stabilität des RGA von typisch << 1% RMS und die Strahlqualität helfen exzellente Ergebnisse bei nachgeschalteten nichtlinearen Prozessen und der Ultrakurzpulsspektroskopie zu erzielen.

Zusammen mit einem phasenstabilisierten Micra Oszillator und einer entsprechenden Pulskompression nach dem Verstärker, scheint ein Table-Top Lasersystem zur Erzeugung von Attosekunden in nicht allzu ferner Zukunft Realität werden zu können. Auch eine kompakte Quelle zur Erzeugung von Röntgenstrahlung wäre denkbar.