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筱晓(上海)光子技术有限公司

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公司动态

中红外量子级联激光器 - 筱晓光子小科普①

一、量子级联激光器   1)介绍:   量子级联激光器(Quantum Cascade Laser)是一种能够发射光谱在中红外和远红外频段激光的半导体激光器。它是由贝尔实验室哲罗姆·菲斯特、费德里科·卡帕索等人于1994年率先实现。   2)工作原理:   量子级联激光器的工作原理与通常的半导体激光器截然不同,它打破了传统p-n结型半导体激光器的电子-空穴复合受激辐射机制,其发光波长由半导体能隙来决定。QCL受激辐射过程只有电子参与,其激射方案是利用在半导体异质结薄层内由量子限制效应引起的分离电子态之间产生粒子数反转,从而实现单电子注入的多光子输出,并且可以轻松得通过改变量子阱层的厚度来改变发光波长。量子级联激光器比其它激光器的优势在于它的级联过程,电子从高能级跳跃到低能级过程中,不但没有损失,还可以注入到下一个过程再次发光。这个级联过程使这些电子 “循环”起来,从而造就了一种令人惊叹的激光器。3)结构:      FP-QCL      DFB-QCL      ECqcl   增益介质显示为灰色,波长选择机制为蓝色,镀膜面为橙色,输出光束为红色。第一种结构简单的结构是F-P腔激光器(FP-QCL)。在F-P结构中,切割面为激光提供反馈,有时也使用介质膜以优化输出。第二种结构是在QC芯片上直接刻分布反馈光栅。这种结构(DFB-QCL)可以输出较窄的光谱,但是输出功率却比FP-QCL结构低很多。通过大范围的温度调谐,DFB-QCL还可以提供有限的波长调谐(通过缓慢的温度调谐获得10~20cm-1的调谐范围,或者通过快速注入电流加热调谐获得2~3cm-1的范围)第三种结构是将QC芯片和外腔结合起来,形成ECqcL。这种结构既可以提供窄光谱输出,又可以在QC芯片整个增益带宽上(数百cm-1)提供快调谐(速度超过10ms)。由于ECqcL结构使用低损耗元件,因此它可在便携式电池供电的条件下高效运作。   4)优势及应用:   量子级联激光器由于其独特的设计原理使其具有如下的独特优势:① 可以提供超宽的光谱范围(mid IR to THz)。② 极好的波长可调谐性。③ 很高的输出功率,同时也可以工作在室温环境下。量子级联激光器目前主要的用途是气体检测和红外对抗。气体检测领域主要优势是探测精度高,体积小,便携性强。二、筱晓光子的DFB-QCL激光器我们的QCL激光器波长在4um-10um之间。低功耗光谱纯正线宽窄,是目前全世界优秀一款低功耗的QCL-DFB激光器。   QCL5260–5.26um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器      介绍:   QCL5260 – 5.26um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的国内首台超低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围,输出功率大于40mw满足客户测试气体传感等工业需求。我们的激光器输出功率稳定,温度波长稳定性极高比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了极佳的测试光源。   1)产品特点:   ● 低功耗,高功率● 窄线宽● 结构紧凑● 软件智能控制● 内置FPGA   2)QCL激光器特征曲线(5.26um典型波长为例)输出功率特征曲线:      3)激光光谱(连续)激光器在10℃工作:      4)光斑分析:      5)QCL激光器功率稳定性测试曲线:      6)产品应用:   ● TDLAS NO高精度痕量分析●  中红外测试光源● 中红外器件分析   三,Microphotons QCL激光器优势:   1)发光效率高,在常温下25℃就可以发光。对手产品需要制冷至-20℃才可以发光。2)功耗低驱动电流小跟普通DFB激光器一样具有类型的驱动电流大小,只是驱动电压会稍微高一些。

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2022.08.29

980nm波段可调谐窄线宽激光器 50mW(<100KHZ)

λ-Master 1040 TL-980-FA系列980nm窄线宽可调谐激光器,具有调谐速度快,线宽窄高输出功率等特点。我们可以更具客户需求内置PZT来实现高精度调谐,也可以内置隔离器保护激光器。我们利用美国Zhuan利技术对光栅镜进行马达旋转控制,从而实现不同波长的光输出。产品特点● 高光谱纯度(ASE-Free) : <-80dB@0.01nm● 大输出功率 : >60mW (Fiber Output:>30mW)● 宽调谐范围 : >80nm (920~1000nm)● 无跳模调谐范围 : >50nm (具体中心周围)● 窄线宽输出: ~100kHz● 高分辨率控制 : 0.1pm (30MHz)/step● 内置频率监控 : 10GHz FSR Etalon● 数据采集 : 2ch.16bit AD (Synchronized to scan)● 全电脑软件控制: LabVIEW software技术参数参数符号最小值典型值最大值单位备注波长调谐范围λR9209801000nm980-1090nm,1060-1150nm无跳模调谐范围ΛTL50nm在中心波长范围自由空间输出功率Popt 60mW@980nm光纤输出功率PIF30mw @980nm调谐精度IOP0.1pm30MHZ(3MHZ也可以定制)最大调谐速度Tsp30nm/s任意速度在1-300000pps线宽(1us)LW 100KHZ在安静环境中电流调制效率ηS45MHZ/mA带宽:<50KHZPZT调制RS10GHZ150V电压调制(可选)内置标准具监控FPm 10GHZFSR Etalon(可选)相对噪声强度RIN-130-120dB/HzPopt = 0.3 mW @ 1 GHz光隔离度25dB 可选 更宽波段的隔离器数据采集功能2ch.16bit 模拟信号输出nm/K (Synchronized to scan)数字控制接口DI 以及DO输出接口系统控制LabviewUSB BUS光谱图产品应用● 光谱分析● 光学相干实验测风雷达

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2022.08.26

1512nm单模高功率DFB激光器 20mW(TO39封装 NH3检测专用)

凭借经过优化的光学特性,1512nm 单模DFB成为高要求传感系统应用的理想选择。创新型芯片设计已对高阶纵向与横向模式加以抑制,同时具有线性偏振稳定性。激光器具有出光功率高,线宽窄以及良好的一致性目前深受国内科研客户青睐。目前我们现有库存波长1512nm DFB用于TDLAS氨气检测,以及795nm VCSEL用于Rb原子钟实验,还有852nm VCSEL用于CS原子冷却。封装5.6mm TO技术参数产品特点● 超高输出功率● 窄线宽 ● 内部TEC和热敏电阻       ● 2 nm TEC的可调性产品应用● TDLAS氨气分析检测● 光学相干实验封装及尺寸引脚定义带TEC管脚配置技术参数参数符号最小值典型值最大值单位备注入射波长λR15121512.51513nmT = 20°C, ITEC = 0, POP= 35mw阈值电流ITH40mAT = 20°C输出功率Popt102030mWT = 0 … 50°C阈值电压UTH1.80V激光电流IOP130mAPopt = 35mw激光电压UOP2.0VPopt = 35mw电光转换率ηWP12%Popt = 20mw斜率效能ηS0.74W/AT = 20°C3dB调制带宽ν3dB3MHzPopt = 20mw(由于ESD防护二极管)相对噪声强度RIN-130-120dB/HzPopt = 0.3 mW @ 1 GHz波长调谐电流0.01nm/mA波长调谐温度0.1nm/deg热电阻Rthermal35K/mW边模式抑制30dB光束发散度θ1025°Popt = 35mw满1/e2带宽光谱带宽Δν3MHzPopt = 35mwTEC电流ITEC1000mA需适当散热器NTC热敏电阻9.510.010.5kΩT= 25°C,NTC温度依赖性10/exp[3892·(1/298K-1/TOP)]kΩ绝对最大值  储存温度-40 …   125°C工作温度-20 … 80°C电功率损耗500mW正向激光电流130 mA反向电流10 mA焊接温度*270°C(*TEC 温度必须低于 70°C)光谱图L-I-V曲线DFB Linewidth Testing ResultCentral Wavelength光束质量分析氨气吸收谱线订购信息:PL-DFB-□□□□-☆-A8▽-TO5□□□□:波长0760:760nm1270:1270nm1532:1532nm1392:1392nm1512:1512nm1567: 1567nm*****1653.7: 1653.7nm☆:输出功率A:10mWB:20mW▽:波长容差1:±1nm2:±2nm

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2022.08.25

Philips ULM 单模VCSEL激光器 850nm 1mW/2mW

Philips借经过优化的光学特性,850 nm 单模 VCSEL 成为高要求传感系统应用的理想选择。创新型芯片设计已对高阶纵向与横向模式加以抑制,同时具有线性偏振稳定性。中心波长850nm输出功率1mW封装TO46技术参数参数符号最小值典型值最大值单位备注入射波长λR840850860nmT = 20°C, ITEC = 0, POP=   0.5 mW阈值电流ITH0.50mAT = 20°C输出功率Popt0.50mWT = 0 … 50°C阈值电压UTH1.80V激光电流IOP2.0mAPopt = 0.5 mW激光电压UOP2.0VPopt = 0.5 mW电光转换率ηWP12%Popt = 0.5 mW斜率效能ηS0.3W/AT = 20°C微分串联电阻RS250ΩPopt = 0.5 mW3dB调制带宽ν3dB0.10GHzPopt = 0.5 mW(由于ESD防护二极管)相对噪声强度RIN-130-120dB/HzPopt = 0.3 mW @ 1 GHz波长调谐电流0.6nm/mA波长调谐温度0.06nm/K热电阻Rthermal35K/mW边模式抑制30dB光束发散度θ1025°Popt = 0.5 mW满1/e2带宽光谱带宽Δν100MHzPopt = 0.5 mWTEC电流ITEC500mA需适当散热器NTC热敏电阻9.510.010.5kΩT= 25°C,NTC温度依赖性10/exp[3892·(1/298K-1/TOP)]kΩ波长调谐TEC电流0.008nm/mATEC电流 绝对最大值● 储存温度                   -40~125°C ● 工作温度                   -20~80°C● 电功率损耗                5 mW● 正向激光电流             2 mA● 反向电流                   10 mA  ● 焊接温度*                  270C°● *TEC 温度必须低于     150°C光谱图高阶模式被强烈抑制,光谱带宽极窄光束轮廓单模 VCSEL 的远场光强分布完全符合高斯模式 LIVT 特性曲线您将受益于较宽温度范围内的线性性能和低阈值电流TEC电流调谐下的温度/波长产品特点● 内部TEC和热敏电阻● 2 nm TEC的可调性● 高斯型光束轮廓 ● 绝对对称的高斯型光束轮廓显著简化应用光学设计。● 小光束发散角 ● 发散角的范围为 20° (1/e2),可重复再现,方便激光光束传导。 ● 光谱宽度窄 ● 凭借光谱宽度通常为 100 MHz 的激光线,此类激光器专为光谱应用而设计。 ● 低功率消耗 ● 由于功率消耗仅为数毫瓦,移动应用中可采用电池运行。● TO46&TEC● 特定工作条件:激光电流IOP = 2 mA 目标波长 λt = 850 nm @ TOP (由TEC调节)通用参数产品尺寸带TEC管脚配置不带TEC管脚定义单位(mm)产品应用● CPT原子钟● 光学相干实验

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2022.08.24

C波段EDFA光纤放大器系统技术方案

一、EDFA基本原理1、掺铒光纤铒是一种稀土元素,原子序数是68,原子量为167.3.铒离子的电子能级如图所示,由下能级向上能级的跃迁则对应光的吸收过程。而由上能级向下能级的跃迁则对应于光的发射过程。2、EDFA原理EDFA采用掺铒离子光纤作为增益介质,在泵浦光作用下产生粒子数反转,在信号光诱导下实现受激辐射放大。铒离子有三个能级,在未受任何光激励的情况下,处在最低能级E1上,当用泵浦光源的激光不断激发光纤时,处于基态的粒子获得能量就会向高能级跃迁。如由E1跃迁至E3,由于粒子在E3 这个高能级上是不稳定的,它将迅速以无辐射跃迁过程落到亚稳态E2 上。在该能级上,相对来讲粒子有较长的存活寿命,此时,由于泵浦光源不断的激发,则E2能级上的粒子数就不断的增加,而E1能级上的粒子数就减少,这样,在掺铒光纤中实现了粒子数反转分布,就具备了实现光放大的条件。当输入信号光子能量E=hf正好等于E2和E1 的能级差时,即E2-E1=hf,则亚稳态上的粒子将以受激辐射的形式跃迁到基态E1上,并辐射处和输入信号中的光子一样的全同光子,从而大大加大了光子数量,使得输入光信号在掺铒光纤中变为一个强的输出光信号,实现 了对光信号的直接放大。二、系统示意图及基本器件介绍1、C波段光纤放大器系统示意图如下:2、掺铒光纤自发辐射ASE光源系统示意图如下:三、器件介绍及产品连接我们可以提供的方案产品包括序号产品基本参数产品连接1ER30-4/125掺鉺单模光纤(Liekki™)适用于从1530到1610 nm波长区域(C和L波段),吸收峰值 36dB/m@1532nm,吸收峰值1532nm1(Max.[1530–1535 nm]) 30±3dB/m,截至波长 890±90nm,模场直径1550 nm 6.5 ± 0.5μm,数值孔径 0.2http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=1292980nm泵浦激光器中心波长:976nm,谱宽:0.8nm,输出功率:800mWhttp://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=8431550nmDFB   种子源中心波长: 1550nm,输出功率: 30 mW,线宽<2MHz, SMF-28E, FC/APChttp://ld-pd.com/?a=cp3&id=24541550nm 隔离器中心波长:1550nm,隔离度:≥46 dB双级@25℃,插损<0.6dB,操作功率10Whttp://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=3665980nm/1550nm   WDM工作带宽 ±20nm,插入损耗≤0.5,隔离度>16dB,1米长尾纤,900um松套管,SMF-28E光纤,FC/PC接头http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=11061550nm光纤耦合器工作波段: 1260-1620nm,1x2,分光比: 10:90,1米长尾纤,900um松套管,SMF-28E光纤,FC/APC接头, 模块式封装,操作功率 10Whttp://www.microphotons.cn/?a=cpinfo&id=915四、系统搭建及结果分析1、系统介绍:系统介绍:我们采用1550nmDFB 激光器作为种子源,980nm激光器作为泵浦源。掺铒光纤长度为8.8米。种子源发出的光经过1550nm光纤隔离器之后,与980nm泵浦光通过980nm/1550nm WDM,进入到掺铒光纤,输出的光经过1550nm光纤耦合器分光,一部分进入到功率计中检测功率,一部分进入光谱仪看对应的光谱形状。2、实验结果:a、放大功率曲线(不同种子源功率下的放大功率曲线)2、光纤放大器输出光谱    (种子源电流120mA,泵浦电流800mA)    (种子源电流120mA,泵浦电流600mA)    (种子源电流120mA,泵浦电流400mA)3、掺铒光纤的ASE 光谱(泵浦电流800mA)

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2022.08.23

L波段EDFA掺铒光纤放大器系统技术方案

一、EDFA基本原理1、掺铒光纤铒是一种稀土元素,原子序数是68,原子量为167.3.铒离子的电子能级如图所示,由下能级向上能级的跃迁则对应光的吸收过程。而由上能级向下能级的跃迁则对应于光的发射过程。2、EDFA原理EDFA采用掺铒离子光纤作为增益介质,在泵浦光作用下产生粒子数反转,在信号光诱导下实现受激辐射放大。铒离子有三个能级,在未受任何光激励的情况下,处在最低能级E1上,当用泵浦光源的激光不断激发光纤时,处于基态的粒子获得能量就会向高能级跃迁。如由E1跃迁至E3,由于粒子在E3 这个高能级上是不稳定的,它将迅速以无辐射跃迁过程落到亚稳态E2 上。在该能级上,相对来讲粒子有较长的存活寿命,此时,由于泵浦光源不断的激发,则E2能级上的粒子数就不断的增加,而E1能级上的粒子数就减少,这样,在掺铒光纤中实现了粒子数反转分布,就具备了实现光放大的条件。当输入信号光子能量E=hf正好等于E2和E1 的能级差时,即E2-E1=hf,则亚稳态上的粒子将以受激辐射的形式跃迁到基态E1上,并辐射处和输入信号中的光子一样的全同光子,从而大大加大了光子数量,使得输入光信号在掺铒光纤中变为一个强的输出光信号,实现 了对光信号的直接放大。二、系统示意图及基本器件介绍1、L波段光纤放大器系统示意图如下:2、掺铒光纤自发辐射ASE光源系统示意图如下:三、器件介绍及产品连接我们可以提供的方案产品包括序号产品基本参数产品连接1ER30-4/125掺鉺单模光纤(Liekki™)适用于从1530到1610   nm波长区域(C和L波段),吸收峰值:36dB/m@1532nm,吸收峰值:1532nm1(Max.[1530–1535 nm]) 30±3dB/m,截至波长:890±90nm,模场直径1550 nm 6.5 ± 0.5μm,数值孔径 0.2http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=1292980nm泵浦激光器中心波长:976nm,谱宽:0.8nm,输出功率:800mWhttp://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=8431600nmDFB 种子源中心波长: 1600nm,输出功率: 20 mW,线宽:<2MHz, SMF-28E, FC/APChttp://ld-pd.com/?a=cp3&id=27941550nm 隔离器中心波长:1550nm,隔离度:≥46 dB双级@25℃,插损:<0.6dB,操作功率:10Whttp://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=3665980nm/1550nm WDM工作带宽: ±20nm,插入损耗:≤0.5,隔离度:>16dB,1米长尾纤,900um松套管,SMF-28E光纤,FC/PC接头http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=11061550nm光纤耦合器工作波段:1260-1620nm,1x2,分光比:10:90,1米长尾纤,900um松套管,SMF-28E光纤,FC/APC接头, 模块式封装,操作功率 10Whttp://www.microphotons.cn/?a=cpinfo&id=915四、系统搭建及结果分析1、系统介绍:     我们采用1600nmDFB 激光器作为种子源,980nm激光器作为泵浦源。掺铒光纤长度为8.8米。种子源发出的光经过1550nm光纤隔离器之后,与980nm泵浦光通过980nm/1550nm WDM,进入到掺铒光纤,输出的光经过1550nm光纤耦合器分光,一部分进入到功率计中检测功率,一部分进入光谱仪看对应的光谱形状。2、实验结果:a、放大功率曲线                       (种子源16.08mW)2、光纤放大器输出光谱    (8.8米掺铒光纤,种子源功率16.08mW,泵浦功率375mW)3、掺铒光纤的ASE 光谱(8.8米掺铒光纤在Pump=375.3mW下的ASE光谱)在实验过程中,我们发现在掺铒光纤上出现了绿色的荧光。

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2022.08.22

1550nm VCSEL 激光器 测试实验分享

筱晓光子的PL-VCSEL-1550-1-A81 1550nm VCSEL激光器是一种垂直发射MOVPE生长的GaAsP/AlGaAs单模半导体激光器。芯片为TO56封装。波长调谐可以通过激光电流和温度调谐来实现。内置TEC和PD。它是专为高速光纤通信而设计的。产品特点TO-56 7针小型封装集成TEC(温度稳定)CW光输出功率:典型值1.6mW(温度为20°C时)单模VCSEL宽调谐范围:>8nm高调制带宽(10 Gbps)快速波长调谐(~100 kHz)技术参数参数单位数值最小典型最大光输出峰值功率@25ºCmW11.6操作电流mA01825阈值电流mA812工作温度℃-402585斜率效率(CW,Tc=25°C)mW/mA0.140.18激光驱动电压V01.52.5中心波长(请指定中心波长)nm15251575保证调谐范围nm810最大调谐响应kHz100200边模抑制比dB3040TEC电压V0.351.5TEC电流A0.050.6实验测试不加外部调制(1)  1550nmTOSA激光器连接LC-APC连接线,再把激光器插入驱动底座,连接驱动器。连接线的另一端连接光谱仪或功率计。(2) USB线连接电脑,打开驱动软件.在软件上设置,最大电流20mA,设置成inter内部调制,SET一下,设置成功(3) 设置电流,打开激光器。测试结果光谱图功率曲线图用信号发生器加入外部调制(1)信号发生器设置扫描状态当设定固定频率为50KHz时,不同的电压对应的光谱图如下:3V6V9V12V(2)信号发生器设置成DC状态,测得电压调谐曲线(软件设置电流为15mA)(3)信号发生器设置成4.5V直流电压,测得的电流调谐曲线如下:筱晓光子的 1550nm VCSEL 激光器宽调谐范围,高速调制,高边模抑制比等优异的特性被广泛用于光通信,扫频源,光学气体传感,激光雷达等领域。

操作维护

2022.08.19

2um TDFA 掺铥光纤放大器对1.6um的光进行放大实验

一、2um TDFA放大器介绍 1、方案中各元件详情请点击对应图片:1、激光控制盒2、1.6um DFB泵浦激光器3、 L波段EDFA放大器4、1.95um DFB种子激光器5、Nufern 2um 波段传输单模光纤6、日本精工法兰7、横河中红外光谱仪8、2um 光纤耦合器:9、1.55um/2um的波分复用器10、Bristol波长计我们筱晓采用1.95um的激光器作为种子源,用1.6um的激光器作为泵浦放大,泵浦功率要大一些,我们使用了L波段的EDFA放大器对1.6um的光进行放大。再把种子激光跟泵浦光通过波分复用器耦合在一起,输入到一段2米长2um的掺铥光纤中,经过光纤吸收后,传输到2um的耦合器中,一分为二,把测量的谱在中红外横河AQ6377光谱仪上观察波形。之后再利用Bristol 波长计观察做出来的TDFA放大器自发辐射的光谱。二、市场背景及应用市场上的2um的激光器功率一般较低,在10mW以内,在搭建光路实验中可能需要高功率输出。比如测量CO2气体,在实际应用中,激光在空气中会被吸收掉部分,所以我们需要大功率输出,也保证测量结果的准确性,这时候就需要我们使用放大器对光路进行一个放大作用,用一个低成本,便捷的方式完成实验。我们可以把1mW的种子激光泵浦到164mW输出,甚至能做到更大,可以满足大部分实验工作需求。三、2um TDFA放大器技术原理TDFA搭建原理图三价铥离子Tm+3有着丰富的能级结构,能够吸收多种不同波长的泵浦光使离子进行跃迁,从而激发出不同波长的受激辐射光。其中,3H4-3F4的受激跃迁所辐射的激光波长范围为1450-1500nm左右,正好可覆盖S波段(1450-1520nm),其中心波长由基质和掺杂浓度等决定。因此就可以利用泵浦光将处于基态3H6的铥离子Tm+3抽运到激发态3H4实现粒子数反转,再经S波段信号光诱发后使处于激发态3H4的Tm+3受激跃迁到3F4同时辐射出于信号光一样的激光,实现S波段信号光的放大。1. 2um TDFA的光谱图    TDFA的输出功率164mW时的光谱图2. 2um TDFA的功率曲线我们可以看出,输出的功率随着泵浦功率的增加而增加,并在泵浦功率达到阈值后呈现线性变化,可以方便我们对输出功率进行估值。3. 2um TDFA的功率稳定性我们实测功率波动4mW,功率稳定性在2%左右。4. 2um TDFA放大器自发辐射光谱 可以看出放大器自发辐射的谱宽有200nm,而且有大量吸收峰,尤其是水分子吸收。解决方案PDF文档点击链接: http://www.microphotons.cn//Uploads/dang/2um_TDFA_Solutions.pdf

应用实例

2022.08.18

ZBLAN中红外氟化物光纤熔接及光纤拉锥介绍

摘要:在过去的十年中,激光熔融石英基(SiO₂)光纤对于中红外波段的光传输损耗过大,以氟化物玻璃为材料制作的ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-NaF)光纤越来越受大家的关注。如今,ZBLAN光纤激光器实用化最关键的制约因素是使用SiO₂光纤难以有效地向/从引导介质中注入和提取光。尽管自由空间和对接耦合已提供可接受的结果,但坚固且持久的SiO₂与ZBLAN光纤之间的物理连接将带来更小,更便宜,更稳定的器件制造。虽然已经有了使用传统熔接方法的低损耗熔接的报道,但是熔接点的机械强度非常低,难以量产。实现牢固熔接的难点主要是ZBLAN和SiO₂光纤之间的转变温度相差太大(260℃/1175℃)。本文获得的结果是使用高热膨胀系数的ZBLAN光纤熔接热膨胀系数较小的SiO₂光纤。使用CO₂激光光纤加工系统控制熔接过程中ZBLAN材料的膨胀和收缩,以获得最佳可靠性。介于125µm ZBLAN和80µm SiO₂光纤之间的熔接点,测得平均传输损耗为0.225dB(在1550nm处测得),平均极限抗拉强度为121.4gf。此熔接点持久耐用无需过多保护。本文还讨论了使用直径为125µm SiO₂光纤拉锥至80µm与ZBLAN熔接等其他熔接组合。1.引言由于在尺寸,可靠性和电效率方面的优势,光纤激光器在材料加工和医学领域的使用正在增长。但是SiO₂光纤激光器的光谱范围(大于2µm的高衰减)以及掺杂剂浓度受到限制。基于ZBLAN的光纤激光器将不受这些限制,因为ZBLAN光纤的低损耗波段长波可以达到4µm,并允许更高的掺杂剂浓度1,3。 ZBLAN光纤激光器的大规模使用面临的主要挑战是难以有效耦合ZBLAN和SiO₂光纤之间的光,这样的熔接广泛用于光学组件中。两种材料的融点的巨大差异使得两种类型的光纤之间(请参见表1)无法进行常规熔接1,3。常规的熔接方法依赖于软化光纤并利用表面张力来建立无缝,牢固和永久的接缝,同时将传输损耗降至最低。此方法不能直接应用于ZBLAN / SiO₂熔接,因为SiO₂光纤(1175℃)和ZBLAN光纤(260℃)的转变温度相差太大。由于所产生的熔接点的极端脆弱性2,3,4,5,9,这种方法已被证明是不切实际的。使用特殊涂层6或粘合剂2,5的替代方法可以产生更牢固的熔接点,但使制造过程更加复杂。本文中提出的新方法是依靠SiO₂和ZBLAN光纤之间热膨胀系数的差异,在没有中间材料的情况下将SiO₂和ZBLAN光纤进行熔接。该过程需要AFL LZM-100 CO₂激光光纤加工站提供高水平的过程控制。LZM-100可以对ZBLAN光纤进行精确的加热和膨胀,将SiO₂光纤推入其中,并逐渐冷却ZBLAN光纤。当ZBLAN光纤在冷却过程中收缩时,SiO₂光纤会受到ZBLAN光纤施加的压缩力的束缚。表1.二氧化硅和ZBLAN光纤基本物理特性的典型值。2.实验为了在接合过程中充分利用ZBLAN的伸缩,SiO₂光纤的包层直径必须比ZBLAN光纤的包层直径小。该实验的重点是包层直径为125μm的ZBLAN光纤与包层直径为80μm的SiO₂光纤之间的熔接。主要实验包括将FiberLabs ZSF-9 / 125-N-0.26单模(SM)ZBLAN光纤熔接到Fujikura RCSM-PS-U17C 单模光纤。然后,该研究还扩展到了康宁SMF-28e+和Nufern SM-1950 SM光纤,并使用LZM-100 CO₂激光光纤加工站将光纤的直径减小到80μm。表2中显示了每种光纤的主要性能。表2.本实验中使用的所有光纤的主要物理和光学性能2.1 熔接过程为了实现有效地对熔接点进行损耗优化,首先将SiO₂光纤推入ZBLAN光纤之前、之中和之后,通过精确地调整CO₂激光功率,来优化熔接点的抗拉强度。工艺步骤示意图如图1所示。图1. 熔接过程主要步骤的示意图。光纤被(a)缝隙对齐并对齐以最大程度地减少传输损耗,(b)当80um SM光纤推入光纤时,CO₂激光会引起ZBLAN光纤膨胀,并且(c)缓慢冷却熔接点以防止破裂 ZBLAN光纤。受控加热确保ZBLAN变形保持最小,同时防止ZBLAN光纤结构在冷却过程中破裂。为了始终获得高可靠性熔接点,在冷却过程中对ZBLAN光纤的拉伸强度和柔软度水平进行精细控制至关重要。图2. 显示了受控冷却过程和非受控冷却过程之间的不同结果。图2. 失败的熔接点(a)显示了在快速,不受控制的冷却过程中ZBLAN光纤结构破裂导致的光纤分离。断裂总是发生在插入的SiO₂光纤(b)的尖端。为了进行比较,成功的熔接过程(c)使ZBLAN在SiO₂光纤周围逐渐压缩而不会破裂。2.2 拉伸测试设置熔接完成后,将其转移到图3中所示的拉力测试设备中。该设备由两个固定块组成,这些固定块牢固地夹紧在每根光纤的涂层上,以使每根光纤和熔接点的裸露包层笔直地位于两者之间。当开始测试时,第一个块向外移动,逐渐加大施加在熔接点上的线性张力。附着在第二块上的校准称重传感器显示了以克力(gf)表示的施加张力。增大熔接点上的张力,直到熔接点断裂,并记录最终张力。为了进行比较,该测试首先在一条未切割的ZBLAN光纤上进行,记录的极限张力为837gf,其极限拉伸强度为97kpsi。图3.测试结构,用于测量熔接点的最终张力。左侧平台缓慢向外移动,而右侧平台上的称重传感器则记录施加的张力。记录破损前的最大力。熔接点断裂后检查ZBLAN光纤(图4a)证实,SiO₂光纤在ZBLAN光纤端面上留下清晰的印记,并且ZBLAN光纤的收缩向SiO₂光纤施加了径向力。定性弯曲试验表明,SiO₂光纤在与ZBLAN光纤分离之前就断裂了(图4b)。图4.(a)线性拉力试验后的ZBLAN端面的显微图像,显示出SiO₂光纤印痕周围清晰的向内应力线,以及(b)弯曲试验后的ZBLAN光纤,显示嵌入了一部分SiO₂光纤在ZBLAN光纤中。2.3 熔接损耗测试设置以上述过程为基础,使用图5所示的测试系统优化了1550nm波长处的熔接传输损耗。图5. ZBLAN和SiO₂光纤之间低插入损耗熔接的实验装置。使用主动功率计反馈功能在对光纤进行对准。在此系统中,安捷伦8163A光学机架中的安捷伦HP-81554SM模块产生了1550nm的光,作为光源,并将其耦合到SMF-28e+尾纤中。在开始实验之前,使用DataRay Beam的R2狭缝扫描光束轮廓仪(图6a)以及Photon-Inc的LD8900远场扫描仪来检查光源的光束质量。确保在单模态下运行。损耗测量是使用装有Agilent HP-81533B模块并连接到装有Agilent HP-81002FF积分球的Agilent HP 81521B功率检测器头的Agilent 8163A光学机架进行的。在测试期间,光源的总漂移被确定为图6.(a)SMF-28e+尾纤(无锥度),(b)Fujikura RCSM-PS-U17C,(c)Corning SMF-28e+(锥形至80um),以及(d) Nufern SM1950(渐缩至80um)。为了测量熔接损耗,使用设置为125g张力的Fujikura CT-101张力的切割刀将ZBLAN光纤的一端切割,然后将其插入积分球检测器中。自动化的熔接过程使用有源功率计反馈环路来优化熔接前的插入损耗。由于ZBLAN光纤的偏心率很高(> 5µm),因此功率反馈的方法是必要的。测量最终损耗,并使用等式(1)计算熔接损耗loss。2.4 扩展到包层直径为125μm的SM光纤为了将研究范围扩大到包层直径为125μm的更多标准SM光纤,首先采用拉锥方法将SiO₂光纤直径减小到80μm。这是通过使用LZM-100 CO₂激光玻璃加工站的拉锥功能完成的,以产生绝热锥度8,9(图7),然后使用设置为125g张力的Fujikura CT-101切割刀,在其80µm的腰部区域精确切割。使用图5中所示的设置将最终的绝热锥度熔接到ZBLAN光纤。此过程有助于将Corning SMF-28e+和NufernSM-1950光纤成功熔接到ZBLAN光纤。图7. LZM-100测量工具在两个正交方向上测量的绝热锥度曲线。红色箭头指示锥度被切割的位置。3.结果3.1 熔接点的抗拉强度为了确定过程的可重复性,使用相同的优化和自动化的熔接过程在FiberLabs ZSF-9 / 125-N-0.26 ZBLAN和Fujikura RCSM-PS-U17C之间进行了10个连续的熔接。使用图3中所示的装置测量拉伸强度,结果显示在图8中。测得的平均极限张力为121.4gf,其中90%的样品的极限张力高于100gf。值得注意的是,最终张力以gf记录,因为很难定义在125µm和80µm光纤之间的接头的应用区域,以便将其转换为拉伸强度单位。为了便于比较,对于125μm和80μm直径的光纤,极限张力为100gf时,分别对应于11.6kpsi(79.9MPa)和28.3kpsi(195.1MPa)的极限拉伸强度。图8. 一组10个连续的熔接样品的极限张力直方图,以克力(gf)表示。据我们在撰写本文时所知,使用中间涂层在ZBLAN和SiO₂光纤之间熔接时,所报道的最高拉伸强度为70MPa6(10.2kpsi)。3.2 熔接损耗从FiberLabs ZSF-9 / 125-N-0.26 ZBLAN和Fujikura RCSM-PS-U17C之间的另外10个连续接头中确定了熔接损耗的可重复性。使用图5中所示的装置测量了1550nm处的传输损耗,结果如图9所示。图9.对于一组10个连续的接头样本,FiberLabs ZSF-9 / 125-N-0.26 ZBLAN光纤和Fujikura RCSM-PS-U17C光纤之间的熔接损耗直方图。平均损耗为0.225dB,最小损耗为0.06dB,最大损耗为0.54dB,该数据表明所描述的方法在ZBLAN和SiO₂光纤之间实现了一致的,低损耗的接头。表3显示了使用锥形方法在康宁SMF-28e+和Nufern SM-1950光纤上进行的其他损耗测试。尽管记录的损耗不如80um减小包层SM光纤那么低,但证明了采用此方法的可行性到更大范围的SM光纤。表3. 本研究中使用的所有SM光纤在1550nm处测得的平均熔接损耗汇总。对于所有测试的熔接组合,使用光束轮廓仪和远场扫描仪检查ZBLAN光纤末端的光束质量,以确保ZBLAN 光纤在单模态下运行。图10中显示了一个示例。图10.使用光束轮廓仪捕获的ZBLAN输出光束99%高斯拟合(a)和轮廓(b)。右图显示了使用远场扫描仪以对数刻度捕获的相同光束,并以极坐标(c)和线性(d)坐标显示范围为+/- 90deg。4.总结与讨论介绍了一种基于CO₂激光的玻璃加工站将ZBLAN光纤熔接到SiO₂光纤,而无需中间介质或外部机械支撑的新工艺。为大规模生产高可靠性,低损耗的接头铺平了道路。在1550nm处的平均损耗为0.23dB,平均极限张力为121.4gf,据悉,这是ZBLAN和SiO₂光纤之间直接熔接而没有增加传输损耗的最高拉伸强度。随着我们将这项研究扩展到更标准的125μm光纤之后,我们相信采用传统的模式适配器技术以及基于石英的光纤进行拉锥工艺,将使上述方法应用到范围更大的各种单模和多模光纤。另外,随着ZBLAN光纤品质的提升,也将推动该方法的扩展应用!参考文献[1] Zhu X. and Peyghambarian N., "High-power ZBLAN glass fiber lasers: review and prospect", Advances inOptoElectronics 2010 (2010).[2] Zheng Z.J., Ouyang D.Q, Zhao J.Q, Ruan S.C., Yu J., Guo C.Y, and Wang J.Z.,"An effective thermal splicing method to join fluoride and silica fibers for a high power regime.", Chinese Physics Letters 32, no. 11, 114206 (2015).[3] Lu H., [Development of ZBLAN fiber-based components], McGill University (Canada), Department of Electrical and Computer Engineering (2012).[4] Al-Mahrous R., Caspary R., and Kowalsky W., "A thermal splicing method to join silica and fluoride fibers." Journal of Lightwave Technology 32.2, 303-308 (2014).[5] Li P., Xiaowei D., Ruifeng Z., Chunhui Q.I., Caspary R., Kien M.S. and Shuisheng J., "Low loss splicing method to join silica and fluoride fibers.", Passive Components and Fiber-based Devices IV. Vol. 6781. International Society for Optics and Photonics, (2007).[6] Okamoto H., Kasuga K. and Kubota Y., "Efficient 521 nm all-fiber laser: Splicing Pr 3+-doped ZBLAN fiber to endcoated silica fiber." Optics letters 36, no. 8, 1470-1472 (2011).[7] Wang X., "Characterization of fiber tapers for fiber devices and sensors." PhD diss., University of Ottawa (Canada) (2012).[8] Ahmad M. and Hench L.L., "Effect of taper geometries and launch angle on evanescent wave penetration depth in optical fibers." Biosensors and Bioelectronics 20, no. 7, 1312-1319 (2005).[9] Tengchao Huang, Qing He, Xuan She, Xiaowu Shu, Cheng Liu, “Study on thermal splicing of ZBLAN fiber to silica fiber”, Opt. Eng. 55(10), 106119, doi: 10.1117/1.OE.55.10.106119 (2016)

参数原理

2022.08.17

M2光束质量分析仪实验测试分享 - 筱晓光子新品速递③

一、M2测试原理1、M2光束质量因子光束质量因子M2较科学合理地描述了激光束质量,并由国际标准组织(ISO)采纳。M2克服了常用的光束质量评价方法的局限,对激光光束的评价具有重要意义。M2因子被称为激光光束质量因子或衍射极限因子,是用来衡量激光光束的光束质量常用的参数。定义为:对于理想高斯光束,有M2=1,光束质量最好。实际光束M2均大于1,表征了光束衍射极限的倍数。光束质量因子M2表示为:式中D0为实际光束束腰宽度,θ为光束远场发散角。M2参数同时包含了远场和近场特性,能够综合描述光束的品质,且具有通过理想介质传输变换时不变的重要性质。由上式可知,对激光光束因子M2的测量,归结为光束束腰宽度D0和光束远场发散角θ的测量。2、聚焦光束法测量光束质量M2因子   对于激光器由于自身性能的不同,激光的真实的束腰位置会出现在激光器的内部或者激光器出射的前端,这对于测量产生了不便。针对这个问题国际上提出了聚集光束测量法。利用无像差的透镜来模拟激光光束束腰,然后通过无像差透镜的性质得到激光真实束腰的参数信息如下图所示:激光通过透镜1再成像,光线迅速会聚,会聚的大约位置在透镜焦距f处(但不是绝对),然后又继续发散,这样在近焦距的位置上就得到了人工的光束束腰,这样就解决了对原始激光束腰不定,无法测量的缺点。通过对在成像方的激光光路的切片式测量,就可以得到透镜后的激光的相关参数,然后通过透镜变化公式就可以得到真实激光的参数信息。(1)dσ0、Z0、ZR分别是激光器的腰斑直径,腰斑到透镜的距离及瑞利长度;(2)f为透镜的焦距;  (3)d’σ0、Z’0、Z’R分别是通过透镜变换后的高斯光束的腰斑直径,腰斑到透镜的距离及瑞利长度(通过测量数据进行拟合并计算得到的)。  3、M2参数解释实际光束的X方向束腰位置和Y方向束腰位置大多在不同位置,X方向上的发散角和Y方向上的发散角也大小不同,所以光束质量因子M2分为M X 2和MY2,针对某一方向都有响应的光斑中心,光斑直径,激光发散角,瑞利长度等参数。(1)光束发散角θ:激光束在腰部最细,随着离腰部距离的逐渐增大,光束的有效截面逐渐变粗,也就是激光束具有一定的发散性质,发散程度用发散角θ表示;  (2)光束束腰D0:光束束宽最小处即为光束束腰D0,其位置为Z0;   (3)瑞利长度Zr:激光光束的横截面积变为束腰处的2倍时,该位置与束腰之间的距离是瑞利长度。长度越长说明光斑发散的越慢,激光光束质量越高;  (4)焦点深度:从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式。二、筱晓光子M2 Beam U3光束质量分析仪介绍我们公司的产品是DUMA公司最新版本的M2光束质量分析仪。主要由带滤光轮的Beam On U3和带无像差透镜的移动平台组成,通过采集多个测量面实现对M²因子的测量,整体准确度保持在±5%范围内。M2 Beam U3 是一种用于实时位置,功率和光束轮廓检测的光束诊断测量系统。可以测量连续激光和脉冲激光,光谱范围覆盖350nm-1600nm它提供了非常直观的图形表示和分析激光束各种参数的能力,包括M2,光束发散角,束腰宽度及位置,瑞利长度及焦点深度等参数满足用户对光束质量参数的需求。同时是USB3.0设备级别的软件驱动设备,驻留在用户的主机,实现数据快速传输以及便捷使用。产品特点:光谱范围覆盖350-1600nm可检测连续激光及脉冲激光USB3.0快速数据传输接口,即插即用,方便快捷可实现高低功率激光的检测软件设置,直接读取 M2各种参数,简单高效1、产品性能参数:Beam On U3激光类型连续或脉冲束宽分辨率≤ 1 μm像素 (H x V )1920X1200光斑尺寸⌀75μm-⌀6 mm工作波段350–1600 nm光敏面尺寸11.34 x 7.13(mm),传感器可分为多个活动区域,并行工作多达400个扇区(新)增益控制1-24 dB动态范围60 dB, 12 bit快门速度39 μs-20 s帧速快变模式(新):40/s-550/s像素大小5.86 µm x 5.86 µm像素位深12 bits同步性软件;硬件(外部触发信号)曝光控制通过GUI编程配件①近红外衰减器;② SAM3-C;③ RDC;④ C-Mount衰减器供电要求~2 W(通过USB3.0接口)尺寸(L x W x H)64 x 46 x 73.5mm重量(标准值)300 g硬件要求CPU i3 1.6 GHz, 4 GB RAM界面USB 3.0, windows 7/8/10 (32或64 位)机械接口后安装:2个同心相对8-32 UNC 6mm深的探测器光学配件和衰减器:C-mount内置自动衰减轮衰减器器:ND8、ND200、ND1000,一个空置2、扫描附件输入光束M2光束质量分析仪型号M2 Beam U3 VIS-NIRM2 Beam U3 IR-1310光谱范围350 nm to 1600 nm350-1310 nm光束尺寸直径15mm,带透镜直径15mm,带透镜最大发散角10 mrad(不带透镜)10 mrad(不带透镜)束腰到透镜的距离2.0~2.5米最佳,最小2米2.0~2.5米最佳,最小2米扫描装配附件材质铝透镜焦距300mm(在632.6nm时)透镜直径25mm扫描步数(最大)1400最小步长200um扫描长度280mm整机重量2.5kg(不包括光束质量分析仪传感器头)尺寸100 X 173 X 415 mm安装托架M6或1/4”螺钉固定机械调整水平角:±1.5°,垂直角:±1.5°电缆长度3米三、实验测试1、操作步骤: (1)M2光束质量分析仪两个USB接口连接电脑,打开软件;  (2)安装激光器,光纤输出接口接到准直器上。同时准直器离M2透镜最好有1米以上的距离,打开激光器;  (3)对齐光束(可以用热感应卡或激光显示卡来辅助对光),在软件上观察激光光束非常接近X&Y十字线目标图像窗口;  (4)在软件界面上打开M2图标,同时设定Z轴位置:选择“Setup”,接下来设置“Start Position”为0mm, “Stop Position”为280mm,“Step”为2mm;  (5)右下角Control界面一般Gain选择5-10左右,调整一下曝光,Filter Wheel界面一般选择ND500(测试时主要根据光束调整这三项参数);  (6)点击Start图标,开始测试;  (7)测试完成后,点击homing图标,电机返回原位置。   2,测试结果:   (1)1064nm皮秒脉冲激光器测试结果(2)633nm TLD 窄线宽激光器测试结果(3)852nm DFB激光器测试结果3,测试结论通过测试,可以看出利用我们的M2光束质量分析仪,能方便快捷的直接测试读取M2 的数据,主要包括M2因子,瑞利长度发散角以及束腰参数等数据。整体准确度保持在±5%范围内,满足用户对光束质量参数的需求。可以广泛的用于激光加工,生物医学,激光制造等领域。四、相关产品链接产品图形描述链接M2 Beam On U3光束质量分析仪用于测试M2,束腰长度,束腰位置,瑞利长度等光束质量参数http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=598633nm TLD 窄线宽激光器输出功率高,窄线宽,14引脚封装,内置PD和TEChttp://ld-pd.com/?a=cp3&id=148852nm DFB 激光器高输出功率,线宽<2MHz,14引脚封装,内置PD和TEChttp://ld-pd.com/?a=cp3&id=3461064nm DFB激光器高输出功率,线宽<2MHz,14引脚封装,内置PD和TEChttp://ld-pd.com/?a=cp3&id=232VIR-NIR1600高效脉冲激光荧光显示卡本激光磷光显示产品可显示UV,VISIBLE 和IR激光光束,安全可靠,性能优良,不可见光打到上面也可看到光束,降低了不可见光的光束呈现、轮廓显现、定位的难度。http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=90红外(IR)激光探测卡(板)/红外光显示卡(半透半反式)HCP-IR-1201是一个公交卡大小的探测卡,用于观察790到840 nm、870到1070 nm、1500到1600 nm波长范围内的光。这些观察卡是由耐用的塑料卡制作而成,感光区粘于其前表面,可轻松对近红外光(NIR)及其焦点进行定位。http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=91FC/APC小光斑光纤准直器筱晓光子的光纤准直器经过预对准,用于准直从FC/APC接头光纤出射的光,并具有限制衍射的性能。我们的准直器比市面上Lightpath或者Thorlabs具有更小的插入损耗,更强的准直能力。http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=188FC/APC光纤准直器光纤准直器,带FC/APC接头(2.2 mm宽键),用于单模跳线;对准波长从405 nm到4.55 µm;根据波长不同,准直光束直径从0.63 mm到4.05 mmhttp://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=118

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2022.08.16

使用筱晓的库存光学器件和重新抛光服务,可节省时间和金钱 - 筱晓光子新品速递②

在光学表面上应用薄膜/电介质涂层是一个复杂的过程。为确保涂层性能满足设计预期,每次熔炉运行中通常都包含光谱和环境方面的小型(通常为 25x1 毫米)“测试件”。在筱晓,我们很高兴与涂料公司合作,从根本上回收他们的旧/用过的测试完好的光学元件,为他们节省时间和金钱。我们拥有大量的内部专业知识,可以抛光各种 UV / VIS / IR 材料,并且可以轻松去除“旧”涂层并使窗片像新的一样。此外,我们还有大量现货光学器件,可立即交付,涵盖从 DUV (λ = 120 nm) 到 FIR (λ = 50 um) 的完整光谱。包括 CaF2 / ZnSe / MgF2 / LiF / Ge 等材料,这些材料可制成所有常见要求的形状和尺寸。当然,对于更具体的事情,鉴于我们在德国的工厂制造这些零件,我们通常可以在短短几周内快速进行定制设计。

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2022.08.15

高速TDLAS汽车尾气浓度检测系统 - 筱晓光子实验分析⑧

汽车尾气带来的环境污染随着社会发展已经日益严重。其中,汽车排放的二氧化碳(CO2)是温室效应的罪魁祸首,还有CO等有毒气体,对人类的健康危害巨大。因此,汽车尾气浓度检测系统应运而生。设计一套汽车尾气浓度检测系统,需要确保测量过程中的高灵敏性、实时性以及高集成性。我们使用1579.7nm DFB激光器、超快光电探测器、锁相放大器,10 cm光程气室搭建了1579.7nm的CO&CO2双峰高速TDLAS系统,利用二次谐波法抑制了气流等低频噪声对气体微量吸收的影响,保证测量的高灵敏,利用锁相放大器进行高速扫描,1秒20次的浓度采样速率可以应对路面上瞬息万变的车辆情况,保证了系统的实时性,利用1579.7nm的C0&C02双峰,可以实现一个光源同时测量两种气体浓度,体现了该系统的高集成性。高速TDLAS汽车尾气浓度检测系统的搭建如下图所示,1579.7、nm激光由锁相放大器调制后,通过准直镜变为空间光,穿过10cm气室(通入了一定浓度的CO&CO2气体),并用超快光电探测器将其转换为电信号后送入锁相放大器进行解调。锁相放大器内部的配置如下,需要使用三个通道:第一个通道输出低频正弦波,用于激光扫频(图中为0.5HZ),第二个通道输出20kHz正弦波,用于激光调制,将这两个信号叠加后一起输出到激光驱动调制端口,第三个通道输入光电探测器探测到的电信号,和40kHz信号(二次谐波)混频解调,得到TDLAS信号。得到的解调信号如下所示,可以看到CO和CO2两种气体的吸收峰会在该波段同时出现,然后通过定标与实时监测,就可以实现对汽车尾气浓度的快速探测了。由于受限于光程的长度(0.1m),吸收峰不是很明显,气体浓度为16%(CO2)、10%(CO),扫描速度为2秒扫描一个来回。因此,我们更换了0.2m光程的气室,吸收峰变大,扫描速度可以加快到1秒10个周期(20次扫描)。

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2022.07.29

MP-BFPS裸纤研磨及观察系统 - 筱晓光子实验分析⑦

本系统将裸光纤研磨以及研磨端面观察相结合,侧视镜实时观察光纤研磨表面与研磨盘之间的相对位置,研磨完成后通过研磨端面观察镜检查研磨质量。本系统支持可变角度抛光,可互换适配器用于各种直径和材料类型的光纤。光纤研磨模块以及研磨端面观察模块安装在同一水平方向,可以不拆卸光纤直接检查研磨端面。侧视观察镜研磨光纤侧视观察镜软件截图研磨端面观察镜屏幕捕捉研磨端面操作流程1、光纤研磨保偏光纤和标准单模光纤的抛光步骤:步骤研磨料衬背时间(开关)喷水备注16um金刚石薄膜橡胶垫15s(3)否粗磨21um金刚石薄膜橡胶垫15s(3)否观察PM强度构成并旋转到所需的方向31um金刚石薄膜橡胶垫15s(3)否重新抛光以确定抛光角度/PM方向4最终抛光膜橡胶垫15s(3)是细磨标准单模光纤,跳过步骤2。2、端面检测抛光后,按压开关5抬起z轴。轻微抬起分度臂,向右移动z轴,锁定到“检查”位置。使光纤端面范围在粗略视野内,并通过微定位器进行微调。3、角度计测量研磨角度角度计采用钢基准块作为基准面。将其放置在研磨机底座的铝基板上,长边与基板长边平行,按压ANGLE RESET按钮将角度调0。调零完成后将角度计放置在裸纤适配器上读出研磨角度。实验测试结果6um金刚石薄膜研磨后1um金刚石薄膜研磨后最终细磨结果

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2021.11.18

红外光谱探测用KRS-5晶体 筱晓上海光子

红外光谱作为“分子的指纹”,可用于分子结构和物质化学组成的研究,被广泛应用在药品质量监测、油品鉴别、工业大气空间特性测定等领域,而绘出红外光谱的红外光谱仪也就成了科学家们的重点青睐对象。其中,红外光学窗片则是该仪器中必不可少的器件,其品质的好坏直接影响红外光谱仪的性能。现有的红外光学材料能同时应用于中红外、远红外两个波段的材料较少。目前应用最为广泛的红外窗片是溴化钾窗片和氯化钠窗片,但这两种材料均存在潮解问题,大大限制了其应用。表1所示为几种常用的傅立叶红外光谱仪窗片,与其他材料对比,KRS-5窗片因有相当宽的红外透射范围和不易潮解的特点脱颖而出。窗片名称性能透射波长KRS-5窗片不易潮解,耐高气压,强度高0.5~40μm氯化钠窗片容易潮解,适合测试无水样品0.2~15μm溴化钾窗片容易潮解,适合测试无水样品0.2~15μm氟化钙窗片不易潮解,耐一定温度200℃1~11μm石英窗片不易潮解,耐高压,耐高温190nm~4.5μm硫化锌窗片不易潮解,耐高压1~14μm 表1 常见傅立叶红外光谱仪窗片材料对比KRS-5 Thallium Bromo-Iodide (TlBr-TlI),又名溴碘化铊窗片,是溴化铊和碘化铊的混合结晶体,呈橘红色,如图1所示,不易潮解,对红外线有较好的透过性,尤其在空气中能透过相当宽的红外线波段,在波长为0.6~40μm的区域内,其透过率可达70%以上,是一种性能优良的红外材料,可用于制作红外光学零件,窗片、透镜、组合物镜、棱镜等。图1 KRS-5晶体由于KRS-5晶体的生产工艺技术难度较高,该晶体的生产和应用主要集中在海外,且价格比较昂贵,此前国内一直处于空白状态。不过现在,这个空白已被筱晓(上海)光子技术有限公司(简称筱晓上海)所填补。筱晓上海一直致力于晶体的开发生产,并已完成多种闪烁晶体的研发并实现稳定生产。凭借多年的经验,近期成功研制出KRS-5晶体,性能略超国外同类产品滨松,且价格方面相比国外晶体具有很大的优势。。图2 筱晓上海公司KRS-5与滨松以及其他国外同类产品透过率对比除可供应常规规格产品外,筱晓光子还可根据用户具体需求提供定制服务,如加工各种薄片、方形棱镜、纽扣状晶体、锥形晶体等,同时也可以提供KRS-5窗片的研磨、抛光等处理。。图3 筱晓光子公司KRS-5样品筱晓(上海)光子技术有限公司是一家仪器设备的代理与系统集成业务的综合性服务商,总部设在上海、香港,温哥华分别设立有办事处。业务覆盖国内各著名高校、中国科学院所属各研究所、信息产业部所属各研究所、航空工业总公司所属各研究所等不同系统内的研究机构,以及相关领域内的各大生产型公司。如希望对KRS-5有进一步了解,敬请联系我们。除可供应常规规格产品外,筱晓光子还可根据用户具体需求提供定制服务,如加工各种薄片、方形棱镜、纽扣状晶体、锥形晶体等,同时也可以提供KRS-5窗片的研磨、抛光等处理。

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2021.11.09

法布里-珀罗(F-P)标准具实验测试分享 - 筱晓光子实验分析④

一、法布里-珀罗(F-P)标准具法布里-珀罗干涉仪(英文:Fabry–Pérot interferometer),是一种由两块平行的玻璃板组成的多光束干涉仪。其中两块玻璃板相对的内表面都具有高反射率。当两块玻璃板间用固定长度的空心间隔物来间隔固定时,它也被称作法布里-珀罗标准具或直接简称为标准具。F-P(法布里-珀罗)标准具因为平板反射率高,多光束等倾斜干涉条纹极窄,所以是一种高分辨率的光谱仪器。可用于高分辨光谱学,和研究波长非常靠近的谱线,诸如元素的同位素光谱、光谱的超精细结构、光散射时微小的频移,原子移动引起的谱线多普勒位移,和谱线内部的结构形状;也可用作高分辨光学滤波器、构造精密波长计;在激光系统中它经常用于腔内压窄谱线或使激光系统单模运行,可作为宽带皮秒激光器中带宽控制以及调谐器件,分析、检测激光中的光谱(纵模、横模)成分。二、工作原理及主要参数干涉仪采用的是多光束干涉原理,主要由两块平行平板(G1、G2)组成,内侧分别镀上高反射膜,于是入射到平板内的光线会多次反射,然后光束干涉,投射出亮暗相间的干涉图案。工作原理干涉仪:G1、G2板间距离可变,标准具:G1、G2板间距离固定。标准具光谱图与光源强度有关:光源光谱标准具实际光谱图归一化标准具光谱图F.P标准具主要技术参数:1、自由光谱范围(Free Spectral Range,FSR):相邻两个峰之间的间距。2、精细度(Fitness,F):两个相邻条纹之间(一个FSR范围内)能分辨条纹的最大数目。条纹精细度越大,条纹越细锐,波长锁定性能越好。透射光谱随高反射膜的反射率变化的特性曲线3、半高宽(Full width at half maximum, FWHM):峰值高度一半时的透射峰宽度。三、筱晓光子近红外中红外FP标准具技术参数技术参数技术指标工作波段近红外1.3-2.0um,中红外2.5-14um直径25.4mm+/-0.05mm通光孔径22.9mm长度100mm+/-0.2mm平行度5-10 arc sec端面平整度中红外 1/4 lambda,近红外 1/10 lambda表面质量中红外80-50,近红外60-40管壳铜四、实验测试测试步骤:1,安装1532nm激光器,连接电源,USB线2,激光器输出连接到光纤准直器3,用BNC转BNC线连接信号发生器到激光器驱动的低频调制端口4,用BNC转BNC线连接探测器到示波器的通道2端口5,打开激光器,打开信号发生器(三角波调制,频率1KHZ,电压幅值500mW)6,激光器发出的光通过标准具,打在探测器光敏面上,通过调整标准具的角度,在示波器上查看调制波形。测试结果:实验结论:通过实验,我们观察示波器上的波形可以看出,标准具的平行度好,端面平整度高,条纹细锐,表示精细度越高,波长锁定性能越好。

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2021.11.05

微光计量学 - 筱晓光子精品速递⑮

本月的公众号主要是为了致敬最先进的、设备齐全的计量部门。我们依靠计量仪器和训练有素的检查员,对所有的光学元件进行精确和严格的质量把控。在这篇和接下来的一篇简介中,我们想向您介绍一些设备,以及它们的精度和用途。 Trioptics 标准棱镜自准直仪 标准棱镜自准直仪用于棱镜、多边形和楔形的高精度光学角度测量,精度优于2弧秒。Trioptics 三角自准直仪 三角自准直仪是一种非接触式光学测试工具,用于高精度测量镜面反射表面的角位移。同样,精度优于2弧秒。 Intervue 低相干干涉仪 我们最新的干涉仪,能够在平行透射的零件上快速准确(λ/20)地分析表面平整度,而无需在背面涂装。 Intellium Z100 水平干涉仪  安装在3m导轨和光学工作台上(4英寸,100mm)。用于测量凸面+650mm及凹面-900mm以下镜片的曲率半径。12英寸(300mm)垂直定制设计干涉仪 这是我们最大的干涉仪,允许测量部件直径达12英寸和λ/20。

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2021.11.02

裸光纤研磨机 - 筱晓光子新品速递①

各种直径和材料类型的光纤。高速加工可对裸光纤、玻璃棒或光纤束进行抛光。旋转台可与各种工件夹具互换,用于抛光光纤连接器。Radian™是实验室、研发和小批量制造应用的理想选择。  一、实验室测试准备步骤如下:1、截取单模光纤1米,用光纤钳剥出2-3cm,切割刀切除端面然后穿入适配器。粘上研磨片。2、锁住适配器,保持适配器底部离研磨片1-2mm(切记不可让金属头与研磨片接触,否则会造成设备永久损坏)3、松动如下螺丝,调节需要研磨的角度。4、最后,打开开关,研磨1-2分钟取下研磨光纤进行测试保存即可。  二、测试结果  取下研磨光纤用胶布粘在玻璃载片上,将载片放置在显微镜下观察端面是否平整。如下是我们无点胶抛磨32度,16度两根研磨示例:三、应用领域高功率光纤激光器光纤通讯  四、相关产品  裸光纤研磨机http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=586三孔光纤剥线钳http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=597手动光纤切割机http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=596Mitutoyo FS70观测显微镜http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=595

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2021.10.28

近红外超连续谱光源 - 筱晓光子精品速递⑬

超连续谱光源相对于可调谐激光器具有更宽的光谱范围。可以配合滤波器产生波长可调激光。这种超连续谱光源主要应用于荧光成像、荧光寿命成像(FLIM)、全反射式荧光显微|(TIRF)、单分子成像、宽频光谱学、光学同调断层扫描术(OCT)、流式细胞仪等领域。一、实验测试筱晓光子在实验室利用1310nm,1450nm,1550nm,1650nm SLD宽带光源合成了近红外的超连续谱。测试步骤:1,分别安装1310nm SLD,1450nm SLD,1550nm SLD,1650nm SLD激光器(带宽65nm各波长功率 15mw)2,用1X4全波段光纤耦合器把四路激光器合成一路,测试光谱测试结果:条件(每路激光器通过光纤耦合器出来之后的功率约为3mW,四路合成之后约为12mW)单独打开1310nm SLD光源分别打开1310nm SLD,1450nm SLD打开1310nm,1450nm,1550nm SLD1310nm,1450nm,1550nm,1650nm SLD二、测试结论通过实验,我们获得了覆盖O+C+L波段的近红外的超连续谱,从光谱图中,我们可以看到,光谱宽度约为450nm。三、应用领域气体分析可调谐滤波器测试光栅刻写其他测试应用四、相关产品易集成mini驱动模块这是一款用于蝶形半导体激光器的电流驱动与温度控制模块。其主要功能包括:控制激光器内部温度、产生恒流信号驱动激光器,并可将外部输入电压信号转换为电流驱动。模块具有两种最大电流驱动范围,适用于不同功率大小的激光器(通过电路板跳线进行选择)。全波段光纤耦合器这款单模光纤耦合器基于我司单模光纤熔融拉锥机IPCS-5000-SMT研制生产出来的一款用于近红外波段分光的耦合器,性能优良,可以覆盖整个通讯波段(1260-1620nm)。1310nm SLD光源http://ld-pd.com/?a=cp3&id=169高输出功率宽光谱宽度内置TEC和PD14针引脚蝶形封装1450nm SLD光源高输出功率宽光谱宽度内置TEC和PD14针引脚蝶形封装1550nm SLD光源高输出功率宽光谱宽度内置TEC和PD14针引脚蝶形封装1650nm SLD光源高输出功率宽光谱宽度内置TEC和PD14针引脚蝶形封装

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2021.10.26

氟化钙晶锭CaF2晶体等级选择 IR/UV/VUV/ Eximer/Raman Grade - 筱晓光子精品速递⑫

氟化钙具有涵盖完整的紫外到MWIR光谱的宽传输带,是一种用途广泛的材料,可支持多种应用。由于是晶体结构的立方材料,因此该材料在光学和机械性能上都是自然各向同性的,因此可以在任何方向上使用,而不会引起双折射或不均匀的热膨胀。晶锭按纯度进行鉴定,并分为以下几种特殊等级。所有级别的产品在整个IR波段都能很好地透射,但是对于UV或光谱学应用,可以在材料选择与成本之间去寻求平衡。IR Grade – 0.4μm to 10μm氟化钙晶体历史上是通过融合自然开采的CaF2来制造的。现在更普遍的是,在需要最便宜的材料的地方使用中等质量的试剂级材料。通常通过晶体生长过程进一步清除主要杂质,但通常主要是由于铁而导致在0.3μm处产生广泛的吸收,并导致波长小于0.25μm的透射率降低。确保所有筱晓光子CaF2在可见光谱和IR光谱内没有吸收带。UV Grade – 0.19μm to 10μm筱晓光子紫外线等级使用更高等级的人工合成原料,可确保透过紫外线-可见光谱以及红外线进行透射。避免在IR级的0.19μm至0.25μm处进一步吸收。VUV Grade – 0.13μm to 10μm筱晓光子VUV级使用分析纯合成材料生产,可确保透射到光谱的真空UV部分,并扩展到该材料的理论极限。Eximer Grade – 157nm, 193nm, 248nm selected筱晓光子准分子级由纯净的晶锭提供,该晶锭由最高纯度的原材料制成,以确保在高功率激光使用中具有最低的吸收率。晶体的内部吸收通过在特定准分子波长下通过长路径的透射来测试。Raman Grade – for Raman spectroscopy applications筱晓光子拉曼等级的材料由精选的铸锭提供,这些铸锭不显示任何会干扰拉曼光谱学应用的荧光发射带。

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2021.10.20

中红外空间光光纤耦合系统 - 筱晓光子精品速递⑩

一、产品介绍 中红外可调节再聚焦光纤物镜  这款可调节再聚焦光纤物镜采用了一块镀有3-5μm或8-12μm抗反射涂层的硒化锌双凸透镜,能够承受较大功率的中红外激光,用于重新聚焦来自中红外光纤的光束或重新聚焦空间光束进入中红外光纤中。如上图所示,物镜外壳装有一个能与FC/PC或者SMA连接端头匹配的连接器,通过简单插拔即可实现光纤与透镜的同轴耦合。  优点:  连接器与透镜中心距可微调,以实现不同波长的精准对焦采用硒化锌双凸透镜,能够承受较大激光功率  中红外硫系玻璃光纤  这款中红外硫系玻璃光纤的传输波段范围为1.1-6.5μm,采用双聚合物夹套的先进拉伸工艺,使CIR光纤具有优异的机械强度和较高的柔韧性。在上述的光谱范围内,低的光学损耗和较小的吸收峰确保了CIR光纤在广泛应用中的成功使用。  优点:  1.1-6.5μm范围内高透射率2.5-4μm和4.5-5μm范围内超低光损耗0.2-0.3dB/m含有芯径为8-500μm的包芯结构 温度范围为-50℃到90℃二、技术参数  中红外可调节再聚焦光纤物镜  型号FORO-L-3/5-F10FORO-L-8/12-F10ZnSe透镜双凸透镜Φ15双凸透镜Φ15抗反射光谱范围3-5μm8-12μm透镜焦距10mm10mm数值孔径0.350.35出射光斑直径25mm25mm长度37mm37mm对准轴Z轴Z轴SMA适配接口有有FC/PC适配接口可配抗反射涂层光谱传输特性曲线  中红外硫系玻璃光纤  型号CIR8/300CIR50/250CIR250/300CIR340/400CIR500/550类型单模少模多模多模多模芯径(μm)8±150±3250±10340±10500±10涂覆层(μm)300±15250±10300±15400±15550±15包层(μm)400±20410±20400±30510±30700±30数值孔径(NA)0.25±0.020.13±0.020.3±0.030.3±0.030.3±0.03最小弯曲半径(mm)60506080100中红外硫系玻璃光纤的光谱传输特性曲线三、实验测试我们采用我司的一款4.1μm QCL-FP量子级联激光器,搭配我司上述型号为FORO-L-3/5-F10的中红外可调节再聚焦光纤物镜,其波段范围3-5μm;以及型号为CIR500/550的多模中红外硫系玻璃光纤,其波段范围为1.1-6.5μm;分别进行了该耦合系统的耦合效率测试以及光谱测试,其搭建系统如下图所示:耦合效率测试系统搭建图系统搭建说明:将激光器置于再聚焦光纤物镜的物方焦点处,物镜尾端连接中红外硫系玻璃光纤的一端,光纤另一端接入光功率计。根据功率计读数微调光纤适配器与聚焦物镜的中心距,直至达到功率最大值,固定光纤连接器的位置。  中红外空间光光纤耦合系统光谱测试  上述系统搭建好后,调谐激光器的输出功率,得出光纤耦合效率如下图所示:由图可知,光纤耦合输出功率与空间光输入功率成线性关系。  中红外空间光光纤耦合系统光谱测试  利用我司现有的一款中红外光谱仪进行光谱测试,该款光谱仪带有光纤连接端口,可以检测光纤或空间光两种输入类型的激光光谱,且具有高灵敏度不需要高输入功率。因此我们调节激光器的输入功率,使光纤的输出功率为1.2mw以免损伤光谱仪。将硫系玻璃光纤的输出端接入光谱仪,其连接图以及光谱图如下:光谱测试系统搭建图4.1μmFP-QCL量子级联激光光谱图测试结果表明,该中红外空间激光光纤耦合系统不仅可以对高功率激光进行线性衰减以保护精密测试设备,并且避免了空间光对光时光路调整的繁琐,利用光纤插拔精准对光实现激光的快速检测,有效提高检测效率。

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2021.10.18

用于快速高效红外光谱的ATR棱镜 - 筱晓光子精品速递⑨

一、产品介绍ATR顾名思义是“衰减全反射”的缩写,它是红外光谱中使用的一种技术 。与常规红外分析技术相比,ATR无需制样,无需破坏样品,能够快速检测分析微量样品,可得到高质量的红外谱图,是目前应用最广泛的采样技术。而这款由Crystran制造的ATR平板显得格外出众,他们通常采用ZnSe,锗,硅和KRS5制作ATR棱镜,棱镜角度为22.5°,30°,45°和60°,以适应各种几何形状,波长范围和反射条件。atr棱镜产品推荐,点击查看二、技术参数硒化锌ATR棱镜技术参数波长范围0.6-21μm折射率2.4028@10.6μm反射损失29.1%@10.6μm(2个表面)吸收系数0.0005 cm-1 @10.6 μm剩余辐射峰45.7μmdn/dμ=05.5μm密度5.27 g/cc熔点1525°C导热系数18 W m-1 K-1 at 298K泊松比0.28分子量144.33 硒化锌在红外波段的光谱传输曲线  硒化锌在可见光波段的光谱传输曲线 No = Ordinary RayµmNoµmNoµmNo0.542.67540.582.63120.622.59940.662.57550.72.55680.742.54180.782.52950.822.51930.862.51070.902.50340.942.49710.982.49161.02.48921.42.46091.82.44962.22.44372.62.44013.02.43763.42.43563.82.43394.22.43244.62.43095.02.42955.42.42815.82.42666.22.42516.62.42357.02.42187.42.42017.82.41838.22.41638.62.41439.02.41229.42.41009.82.407710.22.405310.62.402811.02.400111.42.397411.82.394512.22.391512.62.388313.02.385013.42.381613.82.378114.22.374414.62.370515.02.366515.42.362315.82.357916.22.353416.62.348717.02.343817.42.338717.82.333318.22.3278 硒化锌晶体的折射率 三、工作原理全反射(TIR)是一种众所周知的现象,主要发生在光线大于临界角由高折射率介质入射到低折射率介质时。尽管我们常常认为这种反射完全无损,或100%有效,但实际上光波在第二种介质中以很小的距离倏逝地穿透,这是一个与(a)折射率差异,(b)光束偏振和(c)入射角(尽管大于临界角)这三个物理量有关的函数。这种现象就提供了通过寻找指示已知痕量化合物的特定吸收峰来对第二介质的性质进行光谱表征的机会:光源发出的光并不是全部被反射回来,而是经过穿透到试样表面一定深度后再返回到表面,在这个过程中试样在入射光频率内产生选择性吸收,反射光在该频段的强度发生响应的衰减,从而产生红外吸收图谱,对样品进行定性定量分析。如图所示,当像硒化锌这样的高折射率材料被制作成一个扩展的平面棱镜时,测试光束可以通过它从一个面反射到另一个面。在每次反射时都有倏逝波传播,如果表面上有测试液体,那么该液体的红外特征就从测试光束中提取出来。这就产生了缩略语ATR中的术语“衰减”。这种技术对棱镜的折射率有很高的要求,以避免样品折射率的中和。 ATR原理图 四、样品测试HeNe激光束在ZnSe ATR棱镜中显示出内部(菲涅耳)反射图由该ATR棱镜中测试激光产生的内部反射图表明,光源发出的光可以穿透试样表面较大深度,这将有助于获得高质量的红外谱图,大大提高采样效率与精度,为微区样品分析提供可能。

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2021.10.12

5米长光程全光纤型中红外气体吸收池 - 筱晓光子精品速递⑧

筱晓光子的5米长光程气体吸收池可应用于光谱分析检测,坚固,紧凑的气室采用了中空光纤盘绕,其排列非常简单。在中空光纤中,探测光束和分析物重叠,从而实现了灵敏的激光吸收光谱,并以最小的样品量进行痕量气体和同位素分析。二、气体吸收池结构示意图(内部结构示意图)  (中空光纤结构) (可搭配配件示意图)组件包括:带反射内涂层的空心光纤楔形光学窗(根据材料选择范围)Swagelok型气体配件兼容30mm笼式安装系统用于集成到光学工作台或定制外壳中的安装孔三、优势亮点低样本量<10mL敏感性分析:中等路径长度:例如5、10 m紧凑的尺寸简单而强大的对齐方式各种波长范围,包括整个中红外范围四、技术参数气室参数:参数条件技术规格有效光程---5m气体容积---约为8.8mL外型尺寸---50mm*89mm*80mm波长范围---3-12μm气体接口---1/8" O.D. Swagelok输出发散角---30mrad耦合效率λ=5260nm,T=22℃>95%合计传输效率λ=5260nm,T=22℃>10%产品总重---约为370g工作温度----10℃~+85℃储存温度----40℃~+85℃漏率---10-7操作大气压---0.01-1atm光纤参数:技术参数指标空芯光纤直径200-1500um有效光程5米工作波段3-12um五、典型应用案例1、激光吸收光谱学HC-5-MIR是激光吸收光谱的理想选择。相对较大的光纤直径(ID=1.5毫米)和单次通过配置可以以最小的努力获得“第一束光”。在某些情况下,您可以将光束准直到一端,而只需将检测器放在另一端即可,就这么简单。2、FTIR气室HC-5-MIR也是FTIR分析的绝佳解决方案。标准配置在λ=3-12µm内具有出色的透射率,并且样品量要求低(V2,3 丁二酮99.7 ppm乙醛230.2 ppm丙酮130.8 ppm甲烷259.3 ppm水分子-38.8 ppm二氧化硫2.5 ppm3、微量气体分析4、同位素分析稳定的同位素分析(例如13C/12C的比率)为从温室气体归因到植物微生物相互作用的一系列应用提供了更多信息。由于来自不同同位素的明确的吸收特征,激光光谱法是进行同位素分析的一种极好的方法。但是,通常需要减小压力(P〜0.01至0.1Atm),以通过“缩小”宽度来有效地分离特征。HC-5-MIR设计为在这样的压力下运行,并且由于样品量较小,因此可以使用相对较小的泵进行操作。六、实验室测试步骤:1,5.26um激光器控制盒连接电源,USB线;2,激光器准直输出,对准5米气室的激光输入端;3,5米气室的激光输出端对准接入MCT探测器;4,MCT探测器的输出连接激光器控制盒的前置放大端。5,激光器控制盒的触发端连接示波器通道1,模拟输出端连接示波器通道2,打开激光器,调节电流和温度,在示波器上看水分子的二次谐波吸收谱线。我们设置不同量程的二次谐波电压幅值,查看结果如下: 50mV  100mV  200mV  500mV  1V 通过对比,我们发现,即使设置很小的电压量程,依然基本看不到任何的噪声信号,证明了这款小型的中红外气室在痕量气体分析方面不会引入噪声,保证了测量的精确性和有效性。是您在中红外气体测试分析方面特别是ppb浓度量级测试分析的理想选择。

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2021.10.11

RGB高稳定紧凑型波长锁定激光系统 - 筱晓光子精品速递⑦

这套633nm的单模光纤输出激光系统是RGB推出的一款高稳定紧凑型波长锁定激光系统,具有高集成度、长相干长度、高波长稳定性、高温度稳定性的特点,非常适合作为紧凑型内部光源应用于拉曼光谱分析和高分辨率需求的场合。高集成度:这款激光系统将内部所有元件集成到光纤耦合器、电源控制盒与激光输出头三部分。通过简单微调光纤耦合器的精密螺钉,可将准直后的激光束高效率耦合进光纤中,无需额外的准直系统,整个激光系统紧凑精致,在保证性能稳定的前提下实现了极高的集成度。长相干长度:这款系统输出的激光线宽小于20MHZ,使用最大输出功率可获得长相干长度。高波长稳定性:这套系统通过VBG选频技术,实现了0.015nm的超高波长稳定性。高温度稳定性:内部含有TE冷却器,保证激光系统工作时的温度稳定性。另外这套激光系统通过Ltune 控制软件采用稳定功率、模拟调制与数字调制三种方式控制激光器的温度与功率,操作简单方便。 Ltune软件操作界面 二、技术参数光束质量参数二极管激光器光束直径1.1×2.2至1.2×2.8mm发散角光束模式TEM00 (多模激光器除外)偏振线偏振>100:1光束校准指向稳定性噪声功率稳定性控温精度加温时间准备使用后5s,校准操作后3分钟驱动模式有效电流控制调制模式可调恒定功率,模拟和数字外部调制高达1.5MHz控制模式功率,温度和调制模式通过USB,可选远程控制可用CDRH分类3b,4(用于激光输出>500mW)尺寸63.5×31.0×32.5mm重量94g (激光头)工作温度0°C至45°C (不凝结)存储温度-25°C至70°C三、实验测试▶ 光束质量测试我们采用我司的一款高灵敏度,检测波段范围400-1100nm的光束质量分析仪对这套激光系统进行了光束质量测试,测试系统以及测试结果如下图所示:  光束质量测试系统    光束质量分析二维图    光束质量分析三维图  根据检测结果显示,这套激光系统输出的激光束具有很高的高斯拟合度,是一款完美接近高斯分布的激光系统。▶ 光束质量测试将这套激光系统接入我司现有的光谱分析仪对这套激光系统进行光谱分析测试发现其峰值波长稳定在632.98nm,测试结果如下图所示。光谱分析仪测试光谱图  由测试结果可发现,这套RGB推出的高稳定紧凑型波长锁定激光系统具有稳定波长的近高斯分布且发散角小于0.5mrad的准直激光输出;紧凑精致的外形能够很大程度上节约仪器的内部空间,简单的结构和软件控制保证了集成的便利性,非常适合于拉曼光谱分析和一些高分辨率的应用场合。

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2021.10.09

ID-Photonics C波段高精度光谱分析仪 - 筱晓光子精品速递⑥

C波段高精度光谱分析仪具有C波段的pm量级高精度的光谱分辨率,是用于研发和生产测试应用的通用光谱分析仪,提供了一个用于光谱监测的低成本解决方案。具有不同灵敏度的两个输入端口,允许对低功率信号和高功率DWDM频带信号的精确分析。该设备结构紧凑,坚固耐用,不含移动部件,不需要重新校准。光输入连接器板可以由用户移除,允许有效地清洁输入端口连接器。通过USB或以太网接口通过提供的用于Windows PC的图形用户界面(GUI)或通过SCPI命令集来控制。主要用于高分辨率光谱分析,DWDM运输测试,OSNR表征,调制信号表征,收发器测试 等领域。相关产品推荐 ID-Photonics C波段光谱分析仪一、工作原理 原理框图 IDOSA是一种高分辨率光谱分析仪,它提供两个光学输入,通过一个跨C频带的集成耦合器来测量更高的功率信号谱和高灵敏度的信号。一旦用户选择当前使用的输入端口,光谱仪会自动更新报告的功率。该光谱仪利用一个相干检测方案来检测传入的测试信号的光谱。光输入信号通过一个局部振荡器和一个相干接收器之后进行混合,再由A/D转换器进行转换,然后进行信号处理来提取光谱数据。与传统的基于光栅的OSA相比,这提供了许多独特的优势:高分辨率:-312.5MHz/2.5pm扫描分辨率扫描速率快:整个C波段1Hz的扫描速率超过70dB的动态范围二、技术参数频率扫描范围191.25-196.125THz,1528.5-1567.5nm扫描分辨率312.5MHz,2.5pm分辨率带宽1.7GHz,13.6pm绝对频率精度+/-1GHz,8pm测量更新率全范围,全分辨率,15.600点1Update/s光输入功率范围:大功率端口,标准电源端口-50 - +23dBm,-70 - 3dBm相对功率精度0.4dB绝对功率精度+/-0.7dB杂散动态范围>45dB光回波损耗>35dB光输入连接器FC/APC触发输入/输出3.3V TTL(SMA female)数据接口USB, Ethernet工作温度,无冷凝,储存温度0 - 40 °C, -20 - 60 °C设备尺寸(HxWxD)44x205x270mm, 1.7x8x10.6inch重量集成电源100-240VAC, 80VA, 50/60Hz三、实验对比测试实验中,我们使用1530nm、1532nm、1550nm、1567nm这四个波段的激光器同时进行光谱分析。同时我们与实验室的1-12um的Bristol高精度波长计进行了对比测试。 C波段光谱分析仪光路搭建  波长计光路搭建 实验步骤:安装好1530nm、1532nm、1550nm、1567nm四种波长的激光器;四路激光器输出光纤通过法兰连接到1x4光纤耦合器;耦合器的输出端口接到光谱仪或波长计的输入端口,测试光谱。四、实验结果 光谱分析仪测试光谱图  波长计测试光谱图 测试仪器波长(nm)OSNR(dB)1530nm光谱仪1530.835931.6466波长计1530.846327.21532nm光谱仪1532.802429.0992波长计1532.822825.21550nm光谱仪1549.811931.9489波长计1549.836228.11567nm光谱仪1566.962529.8206波长计1566.996527.1五、测试结果分析实验结论:通过对比分析,我们发现这款C波段的高精度的光谱分析仪测试精度和效果同高精度波长计相当,完全可以满足您高精度分析测试的需求,是您用于科研或DWDM频带精确分析等应用的理想选择。

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2021.10.08

中红外激光器在气体分析领域的研究价值

背景介绍气体检测分子吸收绝大多数气态化学物质在中红外光谱区(≈2-25µm)都显示出基本的振动吸收带,这些基本带对光的吸收提供了一种几乎通用的检测手段。光学技术的主要特征是对痕量气体的非侵入式原位检测能力。我们将主要讨论连续波中红外激光光谱以及中红外光谱激光应用。目前中红外激光在定量痕量气体检测中的应用必将代替近红外成为下一代高精度的选择。进入21世纪全球环境问题日益突出,各国政府都在在努力减少温室气体排放。二氧化碳(CO2)通常被称为温室气体,但其他使全球环境恶化的气体还包括二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)。此外,在气体泄漏检测和爆炸性气体的集中监控是预防灾难中我们激光法可以采取有效报警措施从而可以避免风险于灾难之前。激光吸收光谱法是检测微量气体的方法之一。它使用分布式反馈激光二极管(DFB-LD)检测某种气体,该二极管具有特定于该气体的光吸收波长。由于气体的光吸收在长波长区域变强,因此超过2000nm的近红外至中红外DFB-LD已经用于气体检测。DFB-LD的光谱表征非常重要,因为该方法的测量能力受DFB-LD的边模抑制比(SMSR)性能的很大影响。适用的模型是可以测量近红外和/或中红外光的光谱分析仪。它们提供的动态范围足够宽,可以测量传统分光镜无法观察到的50dB或更高的DFB-LD SMSR,这里我们不做赘述,下一期我们会专门讨论。图1 空间通讯中红外激光可以在大气中远距离传输。中红外还包含两个主要的大气传输窗口(3-5µm和8-12µm区域),其中大气中主要成分的吸收非常低,如图2所示。可以远距离传播,从而在国防(例如导弹对策1)和自由空间通信2中有多种应用。 图2 筱晓光子可以提供的气体检测分子吸收激光器介绍我们公司主要可以做以下QCL检测气体方案(每个波长年供应量500-1000pcs):GasCH4CO2CONO2NOSO2Wavelenght(µm)7.6574.2324.6026.2387.5765.2717.2738.681GasH2SN2OH2CONH3SF6Wavelenght(µm)7.7344.477.7825.7278.0068.5696.1510.6我们拥有中红外半导体分析测试评估能力光谱分析测试以5.26um DFB-QCL激光器在25℃下的波长电流光谱图测试为例:黄线:150mA,5267.08nm;红线:165mA,5269.48nm;绿线:180mA,5271.52nm;粉线:195mA,5274.60nm;蓝线:210mA,5278.28nm。光束质量分析(5.26um DFB-QCL激光器在25℃):测试相机Pixel size=5μm,高斯拟合光斑直径为320μm。可以批量供货的MIR-DFB的半导体激光器介绍工作波长 (nm)气体类型应用领域供应能力1814, 2270, 2670, 3420Nitrogen oxides (NOX)Environment, Health1814/2270nm量产2670,3420nm小批量验证1877, 2682Water vapor (H2O)Environment, Automotive, Process control1877, 2682nm量产2004, 2770Carbon dioxide (CO2)Environment, Automotive, Process control, Health2004nm量产2770nm暂无2330, 2327Carbon monoxide (CO)Environment, Health, Process control, Safety2330, 2327nm量产3030Acetylene (C2H2)Health, Process control, Safety3030nm小批量供货3270Methane (CH4)Environment, Health, Process control, Safety3270nm小批量供货3560Formaldehyde (CH2O)Environment, Safety3560nm小批量供货典型光谱图筱晓光子可以提供用于高功率空间通讯的激光器(3-5um,8-12um)通讯波段QCL波长4.0um4.6um9.0um10.56um最输出功率300mw500mw500mw500mw展望LWIR波段目前受限于半导体工艺波长限制,如下很多长波的气体我们目前还不好测试,但是我们相信随着半导体芯片的研发深入,会有更多的气体应用得到挖掘。Examples of detectable gases参考文献:1、J. Hecht, “Photonic Frontiers: Laser countermeasures: scaling down mid-IR laser countermeasures for smaller aircraft”, Laser focus world, 2014.2、N. S. Prasad, “Optical communications in the mid-wave IR spectral band”. In: Free-space laser communications. Optical and fiber communications reports, 2005, vol 2, p. 347-391.

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2021.09.30

红外相机CCD和CMOS测试效果比较 - 筱晓光子精品速递⑤

红外相机的“底”——CCD和CMOS的5个区别。我们常说的“底”,或者成像器件,或者感光元件都是同一个概念——传感器。对于相机来说,传感器就是其核心,是相机感受光线并把光线转化为电子信号的部件。数码相机就是将外部影像的每一个像素用这些电子信号来表示和存储。相关产品推荐 成像、感光仪器一、CMOS和CCD的区别1、灵敏度差异由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路),使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积,因此在象素尺寸相同的情况下,CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。2、成本差异由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本。由于CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个象素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,因此,CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。3、分辨率差异CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂,其象素尺寸很难达到CCD传感器的水平,因此,当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时,CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。4、噪声差异由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声就会增加很多,影响图像品质。5、功耗差异CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出,但CCD传感器为被动式采集,需外加电压让每个象素中的电荷移动,而此外加电压通常需要达到12~18V。因此,CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加 power IC),高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。综上所述,CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。二、近红外CMOS数字相机产品介绍及测试1、产品介绍美国近红外CMOS 数字照相机,带USB2.0接口,设计用于个人电脑或笔记本电脑上。USB2.0接口高达400兆/秒的数据传输速率使得我们能够在计算机上对图片灵活的实时操纵,即使是在百万像素下设置的帧格式。该相机采用最新CMOS 传感器,提高了相机的敏感度,每个照相单元中都含有微透镜和级联式增强。相机在使用时通过USB 数据线与电脑连接。该相机广泛应用于科学、医疗、工业等领域(如技术设备、机器视觉、显微接口、测量相机、天文相机等)。光谱范围400-1700nm镜头F1.4/26mm,C-mount视场范围25°信噪比48dB规格CMOS 1/3 inch格式11280 x 1024 (15Hz or 7Hz)格式2640 x 480 (60Hz or 30Hz)帧频CCIR标准(25fps)数据接口USB2.0标准件包括CONTOUR-IR CMOS相机、滤波片、定距环、工具箱波长响应2、实验测试及结果操作步骤:(1)安装CMOS 软件和驱动程序,打开软件界面;(2)安装1550nm激光器,输出光纤连接到光纤准直器;(3)打开激光器,功率在20mW左右。对准相机的小孔,在软件界面上观察测试光斑。左:1310nm;右:1550nm三、经济型近红外数字相机(1480-1600nm)1、产品介绍CAM-1550IR适用于经济实惠的实时红外成像应用的照相机,利用我们现有的技术,我们开发了CAM-1550IR在1550nm处优化了最高灵敏度,理想情况下适用于通信频带的波束定位/对准,发射器、激光器、高速光纤或直接成像通过一个附加的镜头。Caml-适配器使用时轻松且经济地调整相机在1550nm处使用。参数单位指标相机规格/Cam-1550-IR463125工作波长nm1480-1600nm像素大小um3.75微米x3.75微米最大分辨率NA1296(h)x964(V)动态范围dB56.77传输速率mbit/s480动态范围位9.43最小输入功率UW10测量时间S视频数据输出/8位和16位数字数据模数转换器模拟装置/12位模数转换器部分图像模式/基于格式7的像素分类和感兴趣区域模式仪器设备接口V5针Mini-bUSB2.0数码接口,用于相机控制、视频数据传输和电源电脑配置要求NAPC running Windows 7, 8, or 10, 1 GB available   RAM, USB 2.0 (or later) port, monitor, pointing device预热时间Min温度°C+15°C to +30°C (-10°C to +70°C storage)压力mm500-900潮湿度%≤90% R.H. at+40°C(no condensation)图像传感器型号NA索尼渐进式扫描接口线间传输ICX445 1/3 Exview HAD CCDTM重量Kg14 lbs供电需求/90-264 VAC, 47-63 Hz, 50 VA max相机传感器涂层吸收的灵敏度2、实验测试及结果操作步骤:(1)安装相机软件,连接USB,打开软件界面;(2)安装激光器,输出光纤连接到光纤准直器;(3)打开激光器,功率在2mw 左右。在软件界面上观察光斑图像。1550nm四、900-1700nm短波红外InGaAs铟镓砷相机1、产品介绍筱晓光子提供的线阵/面阵,近红外相机/短波红外相机/铟镓砷相机,采用铟镓砷(InGaAs)材料,在非制冷条件下,仍然在近红外波段(NIR,SWIR)拥有高灵敏度,量子效率高达80%。光谱探测范围是900-1700nm短波红外波段,并可扩展到400-1700nm和1000-2500nm。参数型号MPCAM-990SWIR-TEC传感器类型1.3MP In Ga As Image Sensor接口USB 3.0 Bulk Transfer输出位深度12bit帧速率72fps(12bit)快门速度20.3µsec.~2sec.同步系统Internal Synchronization透镜支架C Mount供电DC5V USB BUS Power功率消耗Under Approx.11W环境条件操作温度湿度: 10~40°C / 10~80%(Non-condensing)存储温度湿度:  0~60°C /10~95%(Non-condensing)外形尺寸71.6(W)x61.5(H)x78.0(D)mm※Lens, Tripod and cables not included重量About 440g相机传感器涂层的吸收灵敏度2、实验测试及结果操作步骤:(1)安装相机软件,连接USB,打开软件界面;(2)安装激光器,输出光纤连接到光纤准直器;(3)打开激光器,功率在2mw 左右。在软件界面上观察光斑图像。1550nm结论:通过三种相机对1550nm激光器的测试,我们发现InGaAs铟镓砷相机测出来的光斑边缘更清晰,效果更好。

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2021.09.29

超低分光比的光纤耦合器(SUL-FBT) - 筱晓光子精品速递④

超低分光比的光纤耦合器是以其极低的附加损耗,良好的稳定性,低廉的制作成本等优点。主要应用于光纤激光器的光源监测,以及在光纤传感领域中都有着重要的应用。超低分光比的光纤耦合器能从光束信号中分离出极少一部分光束到抽头端口。本产品在功率50W下进行测试。它主要用来监控超高功率光源信号,如光纤激光器的应用监控,以百分比来说,0.1%,0.01%或0.001%的低分光比情况。在光电探测器能在无损耗和非饱和状态下进行稳定而可靠的工作。一、熔融拉锥光纤耦合器的原理光纤耦合器是实现光信号功率在不同光纤间的分配或组合的光器件,利用不同光纤面紧邻光纤芯区中导波能量的相互交换作用构成。熔融拉锥型光纤耦合器是将两根(或者两根以上)光纤去除涂覆层,两根光纤紧贴靠拢,在高温加热下熔融,同时向两侧拉伸。在加热区域光纤因拉伸的形变,纤芯变细,光纤的归一化频率逐步减小。单模光纤中传播的基模导入热熔拉伸区域,因模场直径减小,利用光波导的理论,越来越多的光能进入光纤的包层。在热熔拉伸区域,两根光纤的包层是合在一起的,且纤芯非常靠近,从而形成光波合结构。耦合原理图示随着光纤经过耦合区后,纤芯逐渐变粗,归一化频率增大,模场直径增大,光功率从而又被限制在直通端和耦合端的光纤中,最终在两个输出端口输出。通过控制耦合区的长度,光纤的半径,光纤之间的间距,光纤的包层以及折射率可以控制直通端和耦合端的光功率比值,从而制作出实际需求的耦合器。二、光纤耦合器的特点(1)超低的插入相关损耗:光纤耦合是一个低损耗过程从纤芯模到耦合模再到纤芯模的转换过程中损耗很小或者可以达到没有损耗,因此不得不说损耗是通光一个短包层长度所造成的。不过,耦合器的插入损耗也要取决于产品的耦合比。(2)无逆反射:光纤在耦合过程中并不会离开光纤结构,所以它并不会经过任何接口,因此耦合器本身并不会造成逆反射。(3)便于连接操作:由于耦合器产品结构简单,并无有其他结构性的组件,相对来说FBT能够于传输光纤非常方便的进行连接相融,而且损耗也非常低。操作连接图示三、筱晓光子提供的熔融拉锥超低分光比的耦合器产品资料我司自主研发并生产的熔融拉锥型超低分光比的耦合器,是用我司的ICPC-5000型拉锥平台上制作完成的。以高精准的制作工艺能提供超低损耗的光纤信号通道,可以让产品最大化的光功率承载;并且有持续高返程是损耗比大于55dB,减少了光纤的反射功率,以超低分光比的特性实时监控了光纤激光器在工作中状态,让信号监测处于一个稳定可靠的状态中。 产品特点:超低的插入相关损耗高回程损耗高承载功率抽头的比率高达40dB适用于多种激光波长的耦合器可以根据实际需求定制产品应用:光纤激光器领域拉曼放大器高功率EDFA熔融产品拉锥示意图:备注:红圈内为可以看到耦合端口的功率比值,是可以达到0.01%分光比的。产品技术参数:参数名称单位性能指标工作波长nm1550或指定工作带宽nm±10分光比%0.10.010.001插入损耗dB27~3336~4445~55偏振相关损耗dB≤0.10承载功率W≤5光纤拉力强调N≤5回波损耗dB≤55方向性dB≤55工作温度℃-5~+75存储温度℃-40~+85光纤长度m≥1 or Customized光纤类型/SMF-28单模光纤封装规格mm¢3.0×540或¢3.0×54或定制备注:①以上参数均不包含连接头,IL要增加0.30dB,每增加一个连接头RL就会小5dB。②以上参数提供的数据均为中心波长测试的。封装规格:

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2021.09.28

ixblue 2um铌酸锂电光调制器 - 筱晓光子精品速递③

自由空间激光通信系统以大气为传输介质来传输激光信号,只要保证激光发射,接收端之间无遮挡路径以及足够高的光发射功率,就可以用来通信。它结合了光纤通信和射频通信的优点,还不需要铺设光纤,传递信息量大,传输距离远,易于保密等特点,具有广阔发展前景和重要研究价值。一、电光调制器激光调制技术就是把想要传递的信息加载到激光辐射的技术,激光调制分为内调制和外调制两种,内调制指加载调制信号在激光振荡的过程中进行,以调制信号的变化规律去改变振荡的参数,从而改变激光输出特性而实现调制。外调制指加载调制信号在激光形成后进行,调制器处在激光谐振腔外部,当输出激光通过它后就会调制。外调制不改变激光器本身的性能,而且,调制带宽范围更大,相对会受到人们重视的。激光外调制的方法根据调制器原理不同常分为电光调制、声光调制、磁光调制、直接调制等。在大功率、高速率的激光通信中,电光调制技术最为常用,电光调制技术是实现大功率、高速率的激光通信的关键技术之一,从物理意义上说,电光调制器并没有利用任何的放大现象或非稳态现象,可以理解为无源元件,因而加上某些附属电路和电源组成的电光调制驱动器对电光调制器的使用起决定性作用。二、铌酸锂电光调制器的工作原理铌酸锂晶体具有一个三角晶体结构,有比较大的热电、压电、电光和光电常数等特性。铌酸锂晶体已广泛应用于声波转换器、声波迟缓器、声波过滤器、光放大调制器等装置。电光调制的物理基础是电光效应,就是对铌酸锂晶体施加电场时,晶体的折射率发生改变的效应。有些晶体内部由于自发极化存在着固有电偶极矩,当对这种晶体施加电场时,外电场使晶体中的固有偶极矩的取向倾向于一致或某种优势取向,因此必然改变晶体的折射率,即外电场使晶体的光率体发生变化。电光晶体位于起偏镜和检偏镜之间,在未施加电场时,起偏镜和检偏镜相互垂直,自然光通过起偏镜后被检偏镜挡住不能通过。施加电场时,光率体变化,光便能通过检偏镜。通过检偏镜的光的强弱由施加于晶体上的电压的大小来控制,即通过控制电压来实现对光强弱调制的目的。电光效应包括克尔效应和泡克耳斯效应。波导电光调制器利用晶体介质的泡克耳斯效应使介质的介电张量产生微小的变化来产生相差,但由于波导调制器基本上只是对很小的包膜区施加外电场,将场限制在薄膜区附近,因此它需要的驱动功率不是很大,波导电光调制器为了利用最大的电光系数,常使外加电场取Z向,为了避免双折射效应,光波的偏振方向与外加电场一致,这样不会出现非对角的张量变化,当工作模式为单模传输,可以不考虑模式间的耦合问题。常见的铌酸锂调制器主要是M-Z干涉仪型调制器,其工作原理是输入光波经过Y分束器时,光波能量被平均分配到上下两个调制臂中,通过电信号产生的电场改变晶体的折射率,从而改变上下两波导的相位,使其经过Y形合束器时发生光的干涉,从而实现输出端光强的0-1分布,实现对光波的调制。这种结构调制器对波长依赖性小,具有很多优点。(a) M-Z型电光调制器(b) 铌酸锂电光调制器示意图三、Ixblue 2um铌酸锂电光调制器测试及其产品参数铌酸锂电光调制器测试光路实物图我们使用一台上海筱晓的可调谐的2004m中红外DFB激光器,2um的铌酸锂电光调制器,索雷博的探测器,EOT5000F探测器,泰克的信号发生器和示波器以及连接跳线若干,进行测试调制器对光调制功能:1.我们搭建以上光路,测量2004nm DFB激光器的输出功率为1.6mW,然后连接到铌酸锂调制器的光输入端,光输出端连接到索雷博的功率计上,测量光功率输出值为0.5mW。2.然后把光输出端连接至EOT5000F的探测器上,连接探测器到示波器上,再把铌酸锂调制器的RF端口连接到信号发生器上。3.通过调节信号发生的波形,电压幅值,频率大小,在示波器上观察调制的波形变化,结果如下所示:给ixblue 2um铌酸锂调制器RF端加载正弦波RF加载8V,50KHz的正弦波RF加载8V,100KHz的正弦波RF加载8V,1MHz的方波给ixblue 2um铌酸锂调制器RF端加载三角波RF加载8V,50KHz的三角波RF加载8V,100KHz的三角波RF加载8V,800KHz的三角波我们通过调整铌酸锂调制器的RF加载波形的频率电压,电压的增大,会使波形幅值增大一点,随着外加频率的变大,调制器调制波形的频率也随着越来越快,且不失真,可以很方便的对激光进行调制,具有很好可靠性。四、Ixblue 2um铌酸锂电光调制器产品信息产品特点:低驱动电压背向光反射独立偏置电极零啁啾优异的长期稳定性Ixblue 2um铌酸锂电光调制器参数:参数条件测量数据插入损耗与输入连接dB4.4直流消光比dB>20Vπ RF端口@50KHzV8.8Vπ DC端口@100HzV9.4回波损耗 S11在0-10GHz之间dB-13.0带宽 S21@-3dB, from 2GHzGHz>10Ixblue 2um铌酸锂电光调制器驱动参数:调制器最大范围符号单位最小值最大值RF输入功率PindBm-1驱动供电电压VbiasV11.513驱动供电电流IbiasmA580输出功率控制电压VampV02输出功率控制电流IampmA05功耗PdissW8.1工作温度Top℃0+40存储温度Tst℃-20+70产品应用:脉冲产生光纤传感系统模拟传输激光雷达订购信息:MX2000-LN-BW-00-Y-Z-AB-CDMX波长: MX1064: 1064nmMX1550: 1550nmMX2000: 2000nmBW:电光带宽10=10GHz01=1GHzY: 输入光纤P: 代表保偏光纤S: 代表单模光纤Z:输出光纤P: 代表保偏光纤S 代表单模光纤AB:输入光纤连接器 00 代表裸光纤FA 代表FC/APCFC 代表FC/SPCCD:输出光纤连接器 00 代表裸光纤FA 代表FC/APCFC 代表FC/SPC

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2021.09.27

自相关仪 - 筱晓光子精品速递②

自相关仪是多年来发展的专门用于测量脉冲宽度的仪器,筱晓光子提供的Femtochrome自相关仪是世界上独具特色的自相关仪,采用非共线形式消除背景光,可以达到较高的测量精度。其使用了具有专利保护的转镜延迟线,速度快,准确度高。配置的PMT具有10-7W2灵敏度,是超快脉冲激光器测试最有效,最精确的仪器。超短脉冲激光由于其脉冲宽度极窄,只有几个皮秒甚至达到飞秒量级,可以得到极高的峰值功率密度,所以在物理学、生物学、化学、光通讯等领域中得到了广泛应用。具有快速和分辨率高等特性,从而形成了多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术,在快速化学反应动力学研究、高分辨医学诊断、医学相干成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点,起到了不可替代的作用,并且开创了一些全新的研究领域,如量子控制化学、半导体相干光谱等。当脉冲宽度窄至飞秒量级时,飞秒脉冲与纳米显微技术的结合使高功率飞秒激光在原子物理学、医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象:气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。这种等离子体可以辐射出各种射线的激光。高功率飞秒激光与物质相互作用,能够产生足够数量的中子,可用于实现激光受控核聚变的快速点火,这将为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。综上所述,超短光脉冲尤其是飞秒激光作为揭示物质内部微观动力学的有力工具正在推动着基础研究和新技术的发展。一、脉冲激光器脉宽测试方法得到了超短激光脉冲,相应的脉冲测量手段就显得尤为重要。无论是在时域还是在空域,对于任意快的时间变化过程或者是任意小的空间尺度的测量,都需要更快更短的时空尺度来衡量。而现有的最快的光电探测器和宽带示波器的响应时间只能达到几十个皮秒的量级,因此对于超短激光脉冲来说,仅利用光电二极管结合示波器进行测量就显得无能为力,唯一的办法只能利用超短脉冲激光本身。长期以来,为了准确研究超短脉冲,人们已经形成了二阶自相关法、频率分辨光学开关法、自参考光谱位相相干电场重建法、双光子响应的测量等测量方法。二、Femtochrome的自相关仪测试原理及其产品介绍Femtochrome FR-103XL型自相关仪采用一对平行平面反射镜绕中心轴旋转的迈克尔逊干涉仪配置方式,其总体结构如图1所示。入射激光脉冲入射到分束镜上,其透射光E(t)部分,则经反射棱镜M1和角锥反射镜后返回;其反射光E(t-τ)部分经转动平面反射镜和参考平面反射镜M3,按原路返回;两光束经凹面反射镜M2聚焦于非线性晶体上,改变转动平面反射镜的角度可以使两束光分别有不同的光程,旋转转动平面反射镜可以形成一个脉冲序列对另一脉冲序列的扫描,形成相关函数的波形。选择倍频晶体的方向使输入光E(t)和E(t-τ)两束光的波矢量都稍偏离相位匹配方向,在单独入射时不产生二次谐波,当两束光同时入射合成波矢量满足相位匹配条件则产生与两束光强的乘积有关二次倍频其信号,经滤光片射入到光电倍增管PMT上。【 图1  自相关仪光路原理图 】由于倍频光信号仅与两束光强度的乘积项有关,图片,由此所产生的二次谐波,由光电倍增管接收记录。利用光脉冲强度相关法测量脉冲宽度,实质上就是把时间的测量转换成长度的测量,把光脉冲形状的测量转换成相关函数S(τ)波形的测量,其半高宽度的时间间隔即为脉冲宽度。【 图2  自相关仪实物光路图 】相关函数的波形与实际脉冲的关系可以用定标因子来表示,转动平面反射镜可以选择1.25/2.5/5Hz的旋转频率,定标因子见表1。表1  FR-103XL型自相关仪定标因子(T/t)序号旋转频率(Hz)定标因子T/t(psec/msec)11.253.922.57.753515.51064nm脉冲激光器脉宽实测:【 图3  1064nm脉冲激光器脉宽测试 】【 图4  CDA软件测试结果(Gaussian、Sech2拟合)】表2  CDA软件测试结果序号典型脉冲波形脉宽(ps)1FWHM20.542Gaussian14.523Sech213.31从表2中可以看出Gaussian、Sech2拟合值结果相近,但与FWHM测试结果差值明显,所以CDA软件比示波器有更好的数据处理功能。三、Femtochrome的自相关仪产品信息产品特点:宽的脉宽测试范围旋转平行反射镜组件无色散,高分辨率互相关性自/互相关仪FR-103MCFR-103XLFR-103TPMFR-103WSFR-103HP分辨率1fs(1)1fs(1)1fs(1)5fs(1)1fs(1)波长范围500-3400nm410-5000nm700-2200nm410-5000nm410-5000nm扫描范围>40ps>195ps>70ps>470ps>70ps脉宽范围5fs-15ps5fs-100ps5fs-20ps15fs-250ps5fs-30ps灵敏度[(PavPpk)min](2)(10)-4W2(10)-7W2(10)-4W2(10)-7W2(10)-5W2光纤耦合/自由空间可选可选可选可选可选干涉/非共线可选可选可选可选可选最小输入脉冲重频率4Hz(3)4Hz(3)4Hz(3)4Hz(3)4Hz(3)计算机数据获取可选可选可选可选可选LCD显示可选可选可选可选可选备注:(1)非线性晶体厚度仅25um(2)1mm长晶体、1ps分辨率时的噪声等效信号值(3)最低重频:标准值~100kHz,带/LRR(低重频率选项):4Hz产品应用:监测超短脉冲激光器的光束诊断订购信息:型号:FR-103MC/XL/TPM/WS/HP波长范围:410-5000nm脉宽范围:5fs-250ps灵敏度[(PavPpk)min]:10-7W2关键词:自相关仪、互相关仪、脉宽测试、脉冲测试、非线性晶体型快速扫描自相关仪、非线性晶体型快速扫描互相关仪、超短脉宽测试仪、脉冲激光脉宽测试仪、飞秒&皮秒脉宽测试仪产品链接:http://www.microphotons.cn/?a=cp3&id=271

企业动态

2021.09.26

蝶形封装半导体激光驱动器 - 筱晓光子产品介绍①

筱晓光子的这款激光驱动器是一款用于蝶形半导体激光器的电流驱动与温度控制模块。其主要功能包括:控制激光器内部温度、以恒流驱动激光器,并可将外部输入电压信号转换为电流驱动。模块具有三种最大电流驱动范围,适用于不同功率大小的激光器,通过电路板跳线进行选择。这款激光驱动器基于先进微处理器的控制系统,结合高精度的ATC和ACC(APC)控制电路实现了激光器高稳定地输出,同时保证了光源在操控上的快捷和直观。我们也可以根据用户的要求提供相应的通信接口及控制软件,实现计算机控制。本光源采用一键恢复功能(Run/Stop按钮),可以有效帮助客户回到先前工作状态。这是一款功能高度集成的模块系统光源,采用PC端软件智能控制,客户可以根据自己的需求设定需要工作的温度以及电流。非常适合于实验科学研究和生产测试。另外我们针对一些应用领域需要对激光器进行调制,我们外接了两个调制端口,分别针对高频与低频更好满足客户一机多用的需求。一、产品优势支持一键还原功能(无需重新开机预热)软件远程操控,智能化控制输出功率稳定,连续可调结构紧凑小巧高精度ACC和ATC控制电路自带高低调制带宽BNC接口二、技术参数特性最小最大单位注释电源电压100230VAC市电功率520W激光驱动电流0128mA跳线可选266590激光驱动电压03.1V@250mA响应频率015MHz-3dB温度控制范围050℃TEC输出电流-1.51.5ATEC输出电压-4.4+4.4V模拟输入(低频)-2.52.5V模拟输入(高频)-2.52.5VPD监测范围00mA三、面板描述⑴电源开关;⑵电源指示;⑶工作指示;⑷低频输入;⑸高频输入; ⑹手动按钮;⑺光纤引线口;⑻光纤耦合器。四、激光器安装五、配置软件实验操作:1,用作激光器驱动操作步骤:(1)安装好激光器,拧紧螺丝(2)连接电源线,USB线(3)用一根光纤跳线连接光谱仪,测试光谱(4)打开驱动器电源开关(5)打开软件,设置温度,电流,再Run DC (6)激光器打开,看光谱实验操作:1,加入外部调制信号操作步骤:(1)安装激光器,打开软件,设置温度电流(2)打开信号发生器,设置信号波形,频率,幅值(3)用一根BNC转BNC线连接信号发生器和驱动的低频调制端口(4)用一根光纤跳线连接激光器和探测器(5)用一根BNC转SMA线连接到示波器,观察波形这款激光器驱动能很好的满足客户一机多用的需求。既可以根据激光器的引脚定义来更换不同的激光器,也可以满足您外加调制信号的需求。

企业动态

2021.09.24

筱晓(上海)光子技术有限公司

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