Pembaikan laser semikonduktor frekuensi tunggal Toptica

TopWave 405 Toptica ialah laser frekuensi semikonduktor tunggal berketepatan tinggi dengan panjang gelombang keluaran 405 nm (berhampiran-UV), yang dinilai secara meluas dalam bidang bioimaging (seperti mikroskop STED), pasangan cahaya, optik kuantum, holografi dan spektroskopi ketepatan. Kelebihan terasnya ialah lebar talian sempit (<1 MHz), kestabilan panjang gelombang tinggi (<1 petang) dan ciri hingar rendah, yang sesuai untuk penyelidikan saintifik dan senario industri dengan keperluan yang sangat tinggi untuk prestasi laser.

2. Ciri-ciri

Keluaran frekuensi tunggal

Mengguna pakai reka bentuk **External Cavity Differential Laser (ECDL)**, digabungkan dengan grating untuk merealisasikan maklum balas operasi modul tunggal membujur, memastikan lebar talian sempit dan hingar fasa rendah.

Kestabilan panjang gelombang tinggi

Teleskop PZT (seramik piezoelektrik) terbina dalam dan kawalan suhu (TEC) untuk mencapai penguncian panjang gelombang dan kestabilan jangka panjang.

Prestasi hingar yang rendah

Menggunakan pemacu arus hingar rendah dan teknologi penstabilan frekuensi aktif (seperti kunci frekuensi Pound-Drever-Hall) untuk mengurangkan keamatan hingar dan asas frekuensi.

Kesesuaian

Dengan melaraskan sudut parut atau perubahan semasa/suhu, teleskop berterusan dalam julat GHz dicapai, yang sesuai untuk eksperimen pengimbasan spektrum.

III. Komposisi struktur

Struktur teras Top Wave 405 boleh dibahagikan kepada modul utama berikut:

1. Penyerakan Laser (LD)

Cip laser semikonduktor 405 nm (seperti diod laser berasaskan GaN) sebagai sumber cahaya utama.

Kawalan suhu TEC memastikan bahawa serakan berfungsi pada suhu optimum (biasanya ~25°C) untuk mengelakkan julat panjang gelombang.

2. Sistem maklum balas rongga luar

Kisi konduktif (jenis struktur Littrow atau Littman-Metcalf): digunakan untuk pemilihan panjang gelombang dan maklum balas frekuensi tunggal.

Penggerak PZT: sudut parut parut untuk mencapai gentian panjang gelombang ketepatan.

3. Pengasingan optik dan kawalan mod

Pengasing Faraday: menghalang cahaya kembali daripada mengganggu kestabilan laser.

Carta pemadanan mod: mengoptimumkan kualiti pancaran dan memastikan output mod TEM00.

4. Sistem kawalan elektronik

Pemacu arus hingar rendah: menyediakan arus pam LD yang stabil.

Litar kawalan suhu PID: melaraskan penyebaran laser dan suhu parut dengan tepat.

Modul penguncian frekuensi (pilihan): seperti frekuensi stabil PDH, digunakan untuk aplikasi lebar talian ultra sempit.

5. Gandingan output dan pemantauan

Cermin keluaran separa reflektif: ekstrak laser sambil mengekalkan maklum balas dalam rongga.

Pemantauan fotodiod (PD): pengesanan masa nyata kuasa laser dan kestabilan mod.

IV. Kesalahan biasa dan idea penyelenggaraan

1. Tiada output laser atau penurunan kuasa

Sebab yang mungkin:

Kerosakan penyebaran laser (pecahan atau penuaan ESD).

Kegagalan pemacu semasa (seperti kerosakan modul kuasa).

Pembaikan parut (getaran mekanikal menyebabkan kegagalan maklum balas).

Idea penyelenggaraan:

Periksa sama ada arus pemacu adalah normal (rujuk nilai tetapan manual).

Gunakan meter kuasa untuk mengesan sama ada LD memancarkan cahaya (perlindungan keselamatan diperlukan).

Laraskan semula sudut parut untuk memastikan maklum balas rongga luaran.

2. Ketidakstabilan panjang gelombang atau mod melompat

Sebab yang mungkin:

Kegagalan kawalan suhu (kegagalan TEC atau termistor).

Kelonggaran mekanikal (PZT atau parut tidak tetap dengan kukuh).

Getaran luar atau gangguan hujung.

Idea penyelenggaraan:

Semak sama ada suhu set TEC konsisten dengan suhu sebenar.

Platform optik kolagen untuk mengurangkan getaran alam sekitar.

Gunakan meter panjang gelombang untuk memantau dan menentukan semula jika perlu.

3. Tidak dapat menetapkan julat teleskop atau teleskop

Sebab yang mungkin:

Julat voltan PZT tidak mencukupi (kegagalan litar pemacu).

Kisi tersangkut mekanikal (pelinciran tidak mencukupi atau ubah bentuk struktur).

V. Langkah penyelenggaraan pencegahan

Bersihkan komponen optik secara kerap

Gunakan etanol kontang dan swab kapas ultra-bersih untuk membersihkan jeriji dan cermin keluaran untuk mengelakkan menjejaskan kestabilan mod.

Pemeriksaan dan kawalan suhu

Pastikan TEC bebas daripada habuk dan kipas berfungsi seperti biasa.

Perlindungan anti-statik (ESD)

Pakai gelang tangan anti-statik semasa operasi untuk mengelakkan kerosakan laser.

Kawalan alam sekitar

Kekalkan suhu malar (±1°C) dan persekitaran getaran rendah, dan gunakan platform pengasingan optik apabila perlu.

Susunan teratur

Gunakan meter panjang gelombang dan meter kuasa untuk mengatur keluaran bagi memastikan kestabilan jangka panjang.

VI. Kesimpulan

Laser frekuensi tunggal TopWave 405, dengan kestabilan dan ciri lebar garis yang sempit, adalah pilihan yang ideal untuk penyelidikan saintifik dan aplikasi industri mewah. Penyelenggaraan tetap, kawalan alam sekitar dan kaedah diagnosis kerosakan yang betul adalah kunci untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai jangka panjang. Untuk masalah yang kompleks (seperti kegagalan penguncian frekuensi atau kerosakan laser), adalah disyorkan untuk menghubungi pasukan teknikal kami untuk mengelakkan kerosakan selanjutnya yang disebabkan oleh pembongkaran telefon.