Perbaikan laser semikonduktor frekuensi tunggal Toptica

TopWave 405 dari Toptica adalah laser frekuensi semikonduktor tunggal berpresisi tinggi dengan panjang gelombang keluaran 405 nm (hampir UV), yang dievaluasi secara luas dalam bidang bioimaging (seperti mikroskopi STED), pasangan cahaya, optik kuantum, holografi, dan spektroskopi presisi. Keunggulan utamanya adalah lebar garis yang sempit (<1 MHz), stabilitas panjang gelombang yang tinggi (<1 pm), dan karakteristik noise yang rendah, yang cocok untuk penelitian ilmiah dan skenario industri dengan persyaratan yang sangat tinggi untuk kinerja laser.

2. Fitur

Output frekuensi tunggal

Mengadopsi desain **Laser Diferensial Rongga Eksternal (ECDL)**, dipadukan dengan kisi-kisi untuk mewujudkan operasi modul longitudinal tunggal umpan balik, memastikan lebar garis sempit dan kebisingan fase rendah.

Stabilitas panjang gelombang tinggi

Teleskop PZT (piezoelectric ceramic) terintegrasi dan kontrol suhu (TEC) untuk mencapai penguncian panjang gelombang dan stabilitas jangka panjang.

Kinerja kebisingan rendah

Menggunakan penggerak arus kebisingan rendah dan teknologi stabilisasi frekuensi aktif (seperti kunci frekuensi Pound-Drever-Hall) untuk mengurangi intensitas kebisingan dan basis frekuensi.

Kemampuan penyetelan

Dengan menyesuaikan sudut kisi atau perubahan arus/suhu, tercapai teleskop kontinu dalam rentang GHz, yang cocok untuk eksperimen pemindaian spektral.

III. Komposisi Struktural

Struktur inti Top Wave 405 dapat dibagi menjadi modul-modul utama berikut:

1. Dispersi Laser (LD)

Chip laser semikonduktor 405 nm (seperti dioda laser berbasis GaN) sebagai sumber cahaya utama.

Kontrol suhu TEC memastikan bahwa dispersi bekerja pada suhu optimal (biasanya ~25°C) untuk menghindari rentang panjang gelombang.

2. Sistem umpan balik rongga eksternal

Kisi konduktif (tipe struktur Littrow atau Littman-Metcalf): digunakan untuk pemilihan panjang gelombang dan umpan balik frekuensi tunggal.

Aktuator PZT: sudut kisi kisi untuk mencapai panjang gelombang serat yang presisi.

3. Isolasi optik dan kontrol mode

Isolator Faraday: mencegah cahaya balik mengganggu stabilitas laser.

Bagan pencocokan mode: mengoptimalkan kualitas sinar dan memastikan keluaran mode TEM00.

4. Sistem kontrol elektronik

Penggerak arus kebisingan rendah: menyediakan arus pompa LD yang stabil.

Rangkaian kontrol suhu PID: menyesuaikan suhu dispersi laser dan kisi secara tepat.

Modul pengunci frekuensi (opsional): seperti frekuensi stabil PDH, digunakan untuk aplikasi lebar garis yang sangat sempit.

5. Kopling dan pemantauan keluaran

Cermin keluaran yang sebagian memantulkan: mengekstraksi laser sambil mempertahankan umpan balik intracavity.

Pemantauan fotodioda (PD): deteksi daya laser dan stabilitas mode secara real-time.

IV. Kesalahan umum dan ide perawatan

1. Tidak ada keluaran laser atau penurunan daya

Kemungkinan alasan:

Kerusakan akibat dispersi laser (kerusakan ESD atau penuaan).

Kegagalan penggerak arus (seperti kerusakan modul daya).

Perbaikan kisi (getaran mekanis menyebabkan kegagalan umpan balik).

Ide pemeliharaan:

Periksa apakah arus penggerak normal (lihat nilai pengaturan manual).

Gunakan pengukur daya untuk mendeteksi apakah LD memancarkan cahaya (diperlukan perlindungan keselamatan).

Sesuaikan kembali sudut kisi untuk memastikan umpan balik rongga eksternal.

2. Ketidakstabilan panjang gelombang atau mode hopping

Kemungkinan alasan:

Kegagalan kontrol suhu (kegagalan TEC atau termistor).

Kelonggaran mekanis (PZT atau kisi-kisi tidak terpasang dengan kuat).

Getaran eksternal atau gangguan akhir.

Ide pemeliharaan:

Periksa apakah suhu yang ditetapkan TEC sesuai dengan suhu sebenarnya.

Platform optik kolagen untuk mengurangi getaran lingkungan.

Gunakan pengukur panjang gelombang untuk memantau dan menentukan ulang jika perlu.

3. Tidak dapat mengatur teleskop atau jangkauan teleskop

Kemungkinan alasan:

Rentang tegangan PZT tidak memadai (kegagalan sirkuit penggerak).

Kisi-kisi mekanis macet (pelumasan tidak memadai atau deformasi struktural).

V. Tindakan pemeliharaan preventif

Bersihkan komponen optik secara teratur

Gunakan etanol anhidrat dan penyeka kapas yang sangat bersih untuk membersihkan kisi-kisi dan cermin keluaran guna menghindari pengaruh pada stabilitas mode.

Inspeksi dan kontrol suhu

Pastikan TEC bebas dari debu dan kipas bekerja normal.

Perlindungan antistatis (ESD)

Kenakan gelang antistatis selama pengoperasian untuk menghindari kerusakan laser.

Kontrol lingkungan

Pertahankan suhu konstan (±1°C) dan lingkungan getaran rendah, dan gunakan platform isolasi optik bila perlu.

Pengaturan teratur

Gunakan pengukur panjang gelombang dan pengukur daya untuk mengatur keluaran guna memastikan stabilitas jangka panjang.

VI. Kesimpulan

Laser frekuensi tunggal TopWave 405, dengan karakteristik stabilitas dan lebar garis yang sempit, merupakan pilihan ideal untuk penelitian ilmiah dan aplikasi industri kelas atas. Perawatan rutin, kontrol lingkungan, dan metode diagnosis kesalahan yang tepat merupakan kunci untuk memastikan pengoperasian yang andal dalam jangka panjang. Untuk masalah yang rumit (seperti kegagalan penguncian frekuensi atau kerusakan laser), sebaiknya hubungi tim teknis kami untuk menghindari kerusakan lebih lanjut yang disebabkan oleh pembongkaran ponsel.