Popravak jednofrekventnog poluvodičkog lasera Toptica

Toptica TopWave 405 je visokoprecizni jednopoluvodički frekvencijski laser s izlaznom valnom duljinom od 405 nm (blizu UV), koji je naširoko evaluiran u poljima bioimaginga (kao što je STED mikroskopija), svjetlosnih parova, kvantne optike, holografije i precizne spektroskopije. Njegove ključne prednosti su uska širina linije (<1 MHz), visoka stabilnost valne duljine (<1 pm) i niske karakteristike šuma, koje su prikladne za znanstvena istraživanja i industrijske scenarije s iznimno visokim zahtjevima za performanse lasera.

2. Značajke

Jednofrekventni izlaz

Usvajanje **diferencijalnog lasera s vanjskom šupljinom (ECDL)** dizajna, u kombinaciji s rešetkom za ostvarenje rada jednog uzdužnog modula s povratnom spregom, osiguravajući usku širinu linije i nizak fazni šum.

Visoka stabilnost valne duljine

Ugrađeni PZT (piezoelektrični keramički) teleskop i kontrola temperature (TEC) za postizanje zaključavanja valne duljine i dugoročne stabilnosti.

Niska razina buke

Korištenje pogona struje s niskim šumom i aktivne tehnologije stabilizacije frekvencije (kao što je Pound-Drever-Hall frekvencijsko zaključavanje) za smanjenje intenziteta buke i frekvencije.

Prilagodljivost

Podešavanjem kuta rešetke ili promjenama struje/temperature postiže se kontinuirani teleskop u GHz području, što je pogodno 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 valnih duljina.

2. Sustav povratne veze vanjske šupljine

Vodljiva rešetka (tip strukture Littrow ili Littman-Metcalf): koristi se za odabir valne duljine i jednofrekventnu povratnu vezu.

PZT aktuator: rešetkasti kut rešetke za postizanje precizne valne duljine vlakna.

3. Optička izolacija i kontrola načina rada

Faradayev izolator: sprječava povratno svjetlo da ometa stabilnost lasera.

Tablica usklađivanja načina: optimizira kvalitetu snopa i osigurava izlaz u načinu TEM00.

4. Elektronički sustav upravljanja

Niskošumni strujni pogon: osigurava stabilnu struju LD pumpe.

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

Modul za zaključavanje frekvencije (opcija): kao što je PDH stabilna frekvencija, koristi se za aplikacije ultra-uske širine linije.

5. Izlazno spajanje i praćenje

Djelomično reflektirajuće izlazno zrcalo: izvucite laser uz zadržavanje intrakavitetne povratne informacije.

Nadzor fotodiode (PD): detekcija snage lasera i stabilnosti načina rada u stvarnom 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).

Popravak rešetke (mehaničke vibracije uzrokuju kvar povratne veze).

Ideje za održavanje:

Provjerite je li pogonska struja normalna (pogledajte vrijednost ručne postavke).

Pomoću mjerača snage otkrijte emitira li LD svjetlo (potrebna je sigurnosna zaštita).

Ponovno namjestite kut rešetke kako biste osigurali povratnu vezu s vanjskom šupljinom.

2. Nestabilnost valne duljine ili skakanje moda

Mogući razlozi:

Kvar kontrole temperature (kvar TEC-a ili termistora).

Mehanička labavost (PZT ili rešetka nisu čvrsto pričvršćeni).

Vanjske vibracije ili krajnje smetnje.

Ideje za održavanje:

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

Kolagenska optička platforma za smanjenje vibracija iz okoliša.

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

3. Nije moguće postaviti teleskop ili domet teleskopa

Mogući razlozi:

Nedovoljan raspon napona PZT (kvar pogonskog kruga).

Rešetka je mehanički zaglavljena (nedovoljno podmazivanje ili strukturna deformacija).

V. Mjere preventivnog održavanja

Redovito čistite optičke komponente

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

Kontrola i kontrola temperature

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

Antistatička zaštita (ESD)

Nosite antistatičku narukvicu tijekom rada kako biste izbjegli oštećenje laserom.

Kontrola okoliša

Održavajte stalnu temperaturu (±1°C) i okolinu s niskim vibracijama te koristite optičku izolacijsku platformu kada je to potrebno.

Regularni raspored

Koristite mjerač valne duljine i mjerač snage za organiziranje izlaza kako biste osigurali dugoročnu stabilnost.

VI. Zaključak

TopWave 405 jednofrekventni laser, sa svojom stabilnošću i karakteristikama uske širine linije, idealan je izbor za znanstvena istraživanja i vrhunske industrijske primjene. Redovito održavanje, kontrola okoline i ispravne metode dijagnosticiranja kvarova ključni su za osiguranje dugotrajnog pouzdanog rada. Za složene probleme (kao što je neuspjeh zaključavanja frekvencije ili oštećenje laserom), preporuča se kontaktirati naš tehnički tim kako bi se izbjegla daljnja oštećenja uzrokovana rastavljanjem telefona.