토피카 단일 주파수 반도체 레이저 수리

Toptica의 TopWave 405는 출력 파장이 405nm(근자외선)인 고정밀 단일 반도체 주파수 레이저로, 바이오 이미징(STED 현미경 등), 광쌍, 양자 광학, 홀로그래피, 정밀 분광학 분야에서 널리 평가받고 있습니다. 핵심 장점으로는 좁은 선폭(<1MHz), 높은 파장 안정성(<1pm), 그리고 낮은 잡음 특성이 있으며, 이는 레이저 성능에 대한 요구 사항이 매우 높은 과학 연구 및 산업 현장에 적합합니다.

2. 특징

단일 주파수 출력

**외부 공동 차등 레이저(ECDL)** 설계를 채택하고 회절격자와 결합하여 피드백 단일 종방향 모듈 작동을 실현하여 좁은 선폭과 낮은 위상 잡음을 보장합니다.

높은 파장 안정성

파장 고정 및 장기 안정성을 달성하기 위해 PZT(압전 세라믹) 망원경과 온도 제어(TEC)가 내장되었습니다.

저소음 성능

저잡음 전류 구동 및 능동적 주파수 안정화 기술(파운드-드레버-홀 주파수 잠금 등)을 사용하여 소음 강도와 주파수 기반을 줄입니다.

조정 가능성

회절격자 각도나 전류/온도 변화를 조정함으로써 GHz 범위의 연속 망원경이 구현되며, 이는 스펙트럼 스캐닝 실험에 적합합니다.

III. 구조적 구성

Top Wave 405의 핵심 구조는 다음과 같은 주요 모듈로 나눌 수 있습니다.

1. 레이저 분산(LD)

405nm 반도체 레이저 칩(GaN 기반 레이저 다이오드 등)을 주요 광원으로 사용합니다.

TEC 온도 제어는 파장 범위를 피하기 위해 분산이 최적의 온도(보통 ~25°C)에서 이루어지도록 보장합니다.

2. 외부 캐비티 피드백 시스템

전도성 회절격자(리트로 또는 리트만-메트칼프 구조 유형): 파장 선택 및 단일 주파수 피드백에 사용됩니다.

PZT 액츄에이터: 정밀한 파장 광섬유를 달성하기 위한 격자 각도.

3. 광학적 분리 및 모드 제어

패러데이 아이솔레이터: 반사광이 레이저 안정성을 방해하는 것을 방지합니다.

모드 매칭 차트: 빔 품질을 최적화하고 TEM00 모드 출력을 보장합니다.

4. 전자 제어 시스템

저잡음 전류 구동: 안정적인 LD 펌프 전류를 제공합니다.

PID 온도 제어 회로: 레이저 분산 및 회절격자 온도를 정밀하게 조절합니다.

주파수 잠금 모듈(옵션): PDH 안정 주파수와 같이 초협폭 선폭 응용 분야에 사용됩니다.

5. 출력 커플링 및 모니터링

부분 반사 출력 거울: 공동 내 피드백을 유지하면서 레이저를 추출합니다.

포토다이오드(PD) 모니터링: 레이저 출력과 모드 안정성을 실시간으로 감지합니다.

IV. 일반적인 결함 및 유지 관리 아이디어

1. 레이저 출력이나 전력 저하 없음

가능한 이유:

레이저 분산 손상(ESD 파괴 또는 노화).

현재 드라이브 오류(전원 모듈 손상 등)

격자 수리(기계적 진동으로 인해 피드백 오류가 발생함).

유지 관리 아이디어:

구동 전류가 정상인지 확인하세요(수동 설정값 참조).

LD가 빛을 방출하는지 감지하려면 전력계를 사용하세요(안전 보호가 필요함).

외부 공동 피드백을 보장하기 위해 회절격자 각도를 다시 조정합니다.

2. 파장 불안정성 또는 모드 호핑

가능한 이유:

온도 제어 오류(TEC 오류 또는 서미스터).

기계적 느슨함(PZT나 격자가 단단히 고정되지 않음).

외부 진동 또는 종단 교란.

유지 관리 아이디어:

TEC 설정 온도가 실제 온도와 일치하는지 확인하세요.

환경 진동을 줄이기 위한 콜라겐 광학 플랫폼.

파장계를 사용하여 모니터링하고 필요한 경우 다시 결정하세요.

3. 망원경이나 망원경 범위를 설정할 수 없습니다.

가능한 이유:

PZT 전압 범위가 부족합니다(구동 회로 고장).

격자 기계적 고착(윤활 부족 또는 구조적 변형)

V. 예방적 유지 관리 조치

광학 부품을 정기적으로 청소하세요

모드 안정성에 영향을 미치지 않도록 무수 에탄올과 초청정 면봉을 사용하여 회절격자와 출력 거울을 청소하세요.

검사 및 온도 관리

TEC에 먼지가 없고 팬이 정상적으로 작동하는지 확인하세요.

정전기 방지 보호(ESD)

레이저 손상을 방지하려면 작동 중에 정전 방지 손목 밴드를 착용하세요.

환경 제어

일정한 온도(±1°C)와 낮은 진동 환경을 유지하고, 필요한 경우 광학적 격리 플랫폼을 사용하세요.

정기적인 배치

파장계와 전력계를 사용하여 출력을 조정하여 장기적인 안정성을 확보하세요.

VI. 결론

안정성과 좁은 선폭 특성을 갖춘 TopWave 405 단일 주파수 레이저는 과학 연구 및 고급 산업용 애플리케이션에 이상적인 선택입니다. 정기적인 유지 관리, 환경 관리 및 정확한 고장 진단은 장기적인 안정적인 작동을 보장하는 핵심 요소입니다. 주파수 잠금 오류 또는 레이저 손상과 같은 복잡한 문제의 경우, 휴대폰 분해로 인한 추가 손상을 방지하기 위해 당사 기술팀에 문의하시기 바랍니다.