תיקון לייזר מוליכים למחצה בתדר יחיד של Toptica

TopWave 405 של Toptica הוא לייזר בעל תדר מוליך למחצה יחיד עם אורך גל פלט של 405 ננומטר (קרוב ל-UV), אשר זוכה להערכה נרחבת בתחומי הביו-הדמיה (כגון מיקרוסקופיה STED), זוגות אור, אופטיקה קוונטית, הולוגרפיה וספקטרוסקופיה דיוק. יתרונות הליבה שלו הם רוחב קו צר (<1 MHz), יציבות אורך גל גבוה (<1 pm) ומאפייני רעש נמוכים, המתאימים למחקר מדעי ותרחישים תעשייתיים עם דרישות גבוהות במיוחד לביצועי לייזר.

2. תכונות

פלט בתדר בודד

אימוץ עיצוב **External Cavity Differential Laser (ECDL)**, בשילוב עם סורג למימוש פעולת מודול אורכי יחיד, המבטיח רוחב קו צר ורעש פאזה נמוך.

יציבות באורך גל גבוה

טלסקופ PZT (קרמיקה פיזואלקטרי) מובנה ובקרת טמפרטורה (TEC) להשגת נעילת אורך גל ויציבות לטווח ארוך.

ביצועי רעש נמוכים

שימוש בהנעת זרם עם רעש נמוך וטכנולוגיית ייצוב תדרים אקטיבית (כגון נעילת תדר Pound-Drever-Hall) להפחתת עוצמת הרעש ובסיס התדר.

כוונון

על ידי התאמת זווית הסורג או שינויי זרם/טמפרטורה, מושג טלסקופ רציף בתחום ה-GHz, המתאים לניסויי סריקה ספקטרלית.

III. הרכב מבני

ניתן לחלק את מבנה הליבה של Top Wave 405 למודול המפתח הבא:

1. פיזור לייזר (LD)

שבב לייזר מוליכים למחצה 405 ננומטר (כגון דיודת לייזר מבוססת GaN) כמקור האור העיקרי.

בקרת טמפרטורה של TEC מבטיחה שהפיזור פועל בטמפרטורה האופטימלית (בדרך כלל ~25 מעלות צלזיוס) כדי להימנע מטווח אורכי גל.

2. מערכת משוב חלל חיצוני

סורג מוליך (סוג מבנה Litrow או Littman-Metcalf): משמש לבחירת אורך גל ומשוב חד-תדר.

מפעיל PZT: זווית סורג מגררת להשגת סיב אורך גל מדויק.

3. בידוד אופטי ובקרת מצבים

מבודד Faraday: מונע מאור חוזר להפריע ליציבות הלייזר.

תרשים התאמת מצבים: מייעל את איכות האלומה ומבטיח תפוקת מצב TEM00.

4. מערכת בקרה אלקטרונית

כונן זרם נמוך ברעש: מספק זרם משאבת LD יציב.

מעגל בקרת טמפרטורת PID: התאם במדויק את פיזור הלייזר וטמפרטורת הסורג.

מודול נעילת תדר (אופציונלי): כגון תדר יציב PDH, המשמש ליישומים ברוחב קו צר במיוחד.

5. צימוד פלט וניטור

מראה פלט רפלקטיבי חלקית: חילוץ לייזר תוך שמירה על משוב תוך חלל.

ניטור פוטודיודה (PD): זיהוי בזמן אמת של כוח לייזר ויציבות מצב.

IV. תקלות נפוצות ורעיונות תחזוקה

1. אין פלט לייזר או ירידת חשמל

סיבות אפשריות:

נזק לפיזור הלייזר (התמוטטות ESD או הזדקנות).

כשל בכונן נוכחי (כגון נזק למודול חשמל).

תיקון סורגים (רעידה מכנית גורמת לכשל משוב).

רעיונות תחזוקה:

בדוק אם זרם הכונן תקין (עיין בערך ההגדרה הידנית).

השתמש במד כוח כדי לזהות אם ה-LD פולט אור (נדרשת הגנת בטיחות).

כוונן מחדש את זווית הסורג כדי להבטיח משוב חלל חיצוני.

2. אי יציבות באורך גל או דילוג מצב

סיבות אפשריות:

כשל בקרת טמפרטורה (כשל TEC או תרמיסטור).

רפיון מכאני (PZT או סורג אינם קבועים בחוזקה).

רטט חיצוני או הפרעת סוף.

רעיונות תחזוקה:

בדוק אם הטמפרטורה שנקבעה ב-TEC תואמת את הטמפרטורה בפועל.

פלטפורמה אופטית קולגן להפחתת רטט סביבתי.

השתמש במד אורך גל כדי לנטר ולקבוע מחדש במידת הצורך.

3. אין אפשרות להגדיר את טווח הטלסקופ או הטלסקופ

סיבות אפשריות:

טווח מתח PZT לא מספיק (כשל במעגל הכונן).

מגררת תקועה מכנית (סיכה לא מספקת או עיוות מבני).

ו. אמצעי תחזוקה מונעים

נקה באופן קבוע רכיבים אופטיים

השתמש באתנול נטול מים ובמקלוני צמר גפן נקיים במיוחד כדי לנקות את המראה של הסורג והפלט כדי למנוע פגיעה ביציבות המצב.

בדיקה ובקרת טמפרטורה

ודא שה-TEC נקי מאבק והמאוורר פועל כרגיל.

הגנה אנטי סטטית (ESD)

ללבוש צמיד אנטי סטטי במהלך הפעולה כדי למנוע נזק לייזר.

בקרה סביבתית

שמור על טמפרטורה קבועה (±1 מעלות צלזיוס) וסביבת רטט נמוכה, והשתמש בפלטפורמת בידוד אופטית בעת הצורך.

סידור קבוע

השתמש במד אורך גל ובמד כוח כדי לארגן פלט כדי להבטיח יציבות לטווח ארוך.

VI. מַסְקָנָה

TopWave 405 לייזר חד-תדר, עם יציבותו ומאפייני רוחב הקו הצרים שלו, הוא בחירה אידיאלית עבור מחקר מדעי ויישומים תעשייתיים מתקדמים. תחזוקה שוטפת, בקרה סביבתית ושיטות אבחון תקלות נכונות הן המפתח להבטחת פעולתו האמינה לאורך זמן. לבעיות מורכבות (כגון כשל בנעילת תדר או נזקי לייזר), מומלץ לפנות לצוות הטכני שלנו כדי למנוע נזק נוסף שנגרם מפירוק הטלפון.