Popravak jednofrekventnog poluvodičkog lasera Toptica

Toptičin TopWave 405 je visokoprecizni jednopoluprovodnički frekventni laser sa izlaznom talasnom dužinom od 405 nm (near-UV), koji je široko procenjen u oblastima bioimaginga (kao što je STED mikroskopija), svetlosnih parova, kvantne optike, holografije i precizne spektroskopije. Njegove osnovne prednosti su uska širina linije (<1 MHz), visoka stabilnost talasne dužine (<1 pm) i niske karakteristike buke, koje su pogodne za naučna istraživanja i industrijske scenarije sa izuzetno visokim zahtevima za performanse lasera.

2. Karakteristike

Jednofrekventni izlaz

Usvajanje dizajna **External Cavity Differential Laser (ECDL)**, u kombinaciji sa rešetkom za ostvarivanje povratne informacije rada jednog uzdužnog modula, osiguravajući usku širinu linije i nisku faznu buku.

Visoka stabilnost talasne dužine

Ugrađeni PZT (piezoelektrični keramički) teleskop i kontrola temperature (TEC) za postizanje zaključavanja talasne dužine i dugoročnu stabilnost.

Niske performanse

Korištenje pogona struje niske razine buke i tehnologije aktivne stabilizacije frekvencije (kao što je zaključavanje frekvencije Pound-Drever-Hall) za smanjenje intenziteta buke i osnove frekvencije.

Podešavanje

Podešavanjem ugla rešetke ili promjena struje/temperature postiže se kontinuirani teleskop u GHz opsegu, koji je pogodan za eksperimente spektralnog skeniranja.

III. Strukturni sastav

Osnovna struktura Top Wave 405 može se podijeliti na sljedeće ključne module:

1. Laserska disperzija (LD)

405 nm poluvodički laserski čip (kao što je laserska dioda na bazi GaN) kao primarni izvor svjetlosti.

TEC kontrola temperature osigurava da disperzija radi na optimalnoj temperaturi (obično ~25°C) kako bi se izbjegao raspon talasnih dužina.

2. Eksterni sistem povratne informacije o šupljini

Konduktivna rešetka (Littrow ili Littman-Metcalf strukturni tip): koristi se za odabir talasne dužine i jednofrekventnu povratnu spregu.

PZT aktuator: ugao rešetke za postizanje preciznog vlakna talasne dužine.

3. Optička izolacija i kontrola načina rada

Faradayev izolator: sprječava povratno svjetlo da ometa stabilnost lasera.

Tabela usklađivanja režima: optimizuje kvalitet snopa i osigurava izlaz u TEM00 modu.

4. Elektronski sistem upravljanja

Niskošumni strujni pogon: obezbeđuje stabilnu struju LD pumpe.

PID krug za kontrolu temperature: precizno podesite lasersku disperziju i temperaturu rešetke.

Modul za zaključavanje frekvencije (opciono): kao što je PDH stabilna frekvencija, koristi se za aplikacije sa ultra uskim linijama.

5. Povezivanje izlaza i nadzor

Djelomično reflektirajuće izlazno ogledalo: izdvajanje lasera uz zadržavanje povratne informacije unutar šupljine.

Praćenje fotodioda (PD): detekcija snage lasera i stabilnosti moda u realnom vremenu.

IV. Uobičajene greške i ideje za održavanje

1. Nema laserskog izlaza ili pada snage

Mogući razlozi:

Oštećenje laserske disperzije (ESD kvar ili starenje).

Trenutni kvar pogona (kao što je oštećenje modula napajanja).

Popravka rešetke (mehanička vibracija uzrokuje neuspjeh povratne sprege).

Ideje za održavanje:

Provjerite je li struja pogona normalna (pogledajte vrijednost za ručno podešavanje).

Koristite mjerač snage da otkrijete da li LD emituje svjetlo (potrebna je sigurnosna zaštita).

Ponovo podesite ugao rešetke kako biste osigurali povratnu informaciju o vanjskoj šupljini.

2. Nestabilnost talasne dužine ili skakanje moda

Mogući razlozi:

Kvar kontrole temperature (kvar TEC ili termistora).

Mehanička labavost (PZT ili rešetka nije čvrsto pričvršćena).

Vanjske vibracije ili krajnje smetnje.

Ideje za održavanje:

Provjerite je li podešena TEC temperatura u skladu sa stvarnom temperaturom.

Kolagenska optička platforma za smanjenje vibracija okoline.

Koristite mjerač valne dužine za praćenje i ponovno određivanje ako je potrebno.

3. Nije moguće postaviti teleskop ili domet teleskopa

Mogući razlozi:

Nedovoljan opseg PZT napona (kvar pogonskog kola).

Mehanička zaglavljena rešetka (nedovoljno podmazivanje ili strukturna deformacija).

V. Mere preventivnog održavanja

Redovno čistite optičke komponente

Koristite bezvodni etanol i ultra-čiste pamučne štapiće za čišćenje rešetke i izlaznog ogledala kako biste izbjegli utjecaj na stabilnost načina rada.

Inspekcija i kontrola temperature

Uvjerite se da TEC nema prašine i da ventilator radi normalno.

Antistatička zaštita (ESD)

Nosite antistatičku narukvicu tokom rada kako biste izbjegli oštećenje laserom.

Kontrola životne sredine

Održavajte konstantnu temperaturu (±1°C) i okruženje niske vibracije i koristite platformu za optičku izolaciju kada je to potrebno.

Redovan aranžman

Koristite mjerač valne dužine i mjerač snage da uredite izlaz kako biste osigurali dugoročnu stabilnost.

VI. Zaključak

TopWave 405 jednofrekventni laser, sa svojom stabilnošću i karakteristikama uske širine linije, idealan je izbor za naučna istraživanja i vrhunske industrijske aplikacije. Redovno održavanje, kontrola okoline i ispravne metode dijagnoze kvarova su ključ za osiguranje njegovog dugotrajnog pouzdanog rada. Za složene probleme (kao što je kvar na zaključavanju frekvencije ili oštećenje lasera), preporučuje se da kontaktirate naš tehnički tim kako biste izbjegli daljnja oštećenja uzrokovana rastavljanjem telefona.