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          關注海洋光學:

          用于窄帶激光表征的微型光譜儀

          用于窄帶激光表征的微型光譜儀

          本文關鍵詞: 控制/自動化光度
          摘要
          在不到60年的時間里,原先在科幻小說中被描繪成“射線槍”的激光以全新的姿態走進了我們的日常生活中。無論在條形碼掃描器還是尖端的單分子顯微鏡中,都能看到激光的身影,激光是強大的低成本光源,適用于從基礎研究到消費娛樂的各行各業。在利用此類光源時確定波長和功率是極為重要的,緊湊型、即插即用的光譜儀是實現這一目的的理想工具。
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          背景:
          微型光譜儀可用于激光輸出表征,可作為內部或外部激光反饋環的一部分。海洋光學的模塊化光譜儀在UV-VIS(200-1100 nm)區間內能達到亞納米級光學分辨(FWHM)性能,在NIR(800-2500 nm)區間內可實現高分辨率,具有較快的反應速度和能啟動與激光事件同步觸發采集的功能。 經校準后,我們的光譜儀還能測定低功率激光光源的功率。
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          波長和功率的綜合監控
          激光二極管易因溫度變化造成波長和輸出功率的波動,通常需要配備反饋環和穩定系統。 我們的STS微型光譜儀尺寸僅為42 mm×40 mm×24 mm(長×寬×高),是體積小、功能強大的解決方案,易于整合到激光系統或組件中,起到激光監測的目的。當配備10μm狹縫時,STS能分辨激光輸出,分辨率接近1.0 nm(FWHM),可適應光纖和自由空間耦合。如圖1所示,用輻射校準的STS-VIS(約1.5 nm FWHM分辨率)分析一個準直的520 nm激光二極管。 激光束透過一個分束器,
          反射光(約30%)被積分球采集;STS-VIS測定了激光的絕對光譜輻射通量和集成功率。
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          圖1. 體積小、高性能的STS微型光譜儀是整合到激光源組件中的理想之選。
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          通過求500-560 nm范圍內光譜輻射通量的積分,并使用OceanView光譜儀軟件中能量、功率和光子功能,我們計算出總激光集成功率為521 μW。
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          高分辨率光譜測量
          當只需要一個中心波長時,適合采用高分辨率光譜儀。 我們的HR系列光譜儀帶有多種光柵和兩個高密度CCD陣列檢測器,方便您定制適用于特定波長范圍且具有高分辨率的系統。這樣,一臺光譜儀能測定多個激光特征,包括峰位置、FWHM、積分峰面積和其他參數。
          使用HR4000光譜儀,我們能在窄波長范圍內檢測532 nm激光二極管的特征。該光譜儀配有一個窄(5 μm)狹縫和2400刻線/毫米光柵,能實現小于0.05 nm的分辨率(FWHM)的測量。采用OceanView軟件中的峰測定功能,我們能識別531.4nm下的中心波長,并判定該激光的FWHM為0.14 nm(圖2)。配套功率表使用,一臺高分辨率的光譜儀甚至能對極窄的激光光源進行完全表征。
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          圖2. HR系列光譜儀適用于對亞納米級光學分辨率(FWHM)有要求的激光應用。
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          監測近紅外激光
          激光應用正迅速進入NIR領域,包括藥物研發、遠距離爆炸物檢測、其他防御和安全應用。
          為說明海洋光學光譜儀用于NIR激光表征的能力,我們用NIRQuest光譜儀測定了波長穩定的1064 nm激光的輸出。配備了10 μm狹縫和600刻線/毫米的光柵,這個定制化配置在975-1125 nm的范圍內能達到0.25-0.46 nm分辨率(FWHM)。
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          圖3. 采用光柵和狹縫的優化組合,NIRQuest光譜儀可用于NIR激光表征。
          圖3中顯示了1064 nm激光的峰特征。我們采用了OceanVeiw軟件中的峰測定功能測定1068.3 nm的中心波長。其他可測定的峰特征包括中心波長、FWHM和90%帶寬。
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          寬帶可調諧激光:新前沿
          在過去的10-20年中,除了傳統的窄帶激光外,多用途的寬帶和可調諧激光光源也廣為應用,諸如Ti:sapphire激光、OPOs和超連續譜激光。盡管并非新鮮事物,但即使是染料激光器在當今的世界中都占有一席之地??烧{諧激光光源需要連續的光譜表征,采用體積小巧的STS微型光譜儀就能輕松實現這一目的。
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          概述
          無論是測定中心波長、光譜形狀還是功率,體積小巧的光譜儀都是一種方便、低成本的工具,適合多種激光光源的表征和監測。聯系我們的應用銷售工程師,定制適合您的需要的系統。
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