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Optischer Spektrumanalysator für Seitenmodenanalyse von MWIR-Lasern

Yokogawa TM AQ6377 OSA29. Januar 2020 - Yokogawa hat mit dem AQ6377 einen neuen optischer Breitband-Spektrumanalysator (OSA) vorgestellt, der als einzigee OSA im Bereich von 3,5 bis 5 µm (mittleres Infrarot) das Wellenlängenspektrum von Lasern einschließlich ihrer Seitenmoden mit hoher Genauigkeit analysieren kann. Die Hersteller von Gassensorsystemen können nun die Reinheit der Emissionen besser bewerten und so die besten Laser für bestimmte Anwendungen auswählen.

In der Umweltsensorik werden zunehmend Laser zum Nachweis von Gasen wie CO2, N2O und NO eingesetzt. Sie erreichen dies, indem sie die Wellenlängenabsorptionslinien der verschiedenen Gase identifizieren. Die Seitenmoden des Lasers, die normalerweise schwer zu erkennen sind, beeinträchtigen jedoch die Fähigkeit des Lasers, zwischen den verschiedenen Gasen zu unterscheiden.

Quantenkaskadenlaser (QCL), die zunehmend für die medizinische Spektroskopie- Diagnostik eingesetzt werden, arbeiten gepulst über einen sehr weiten Wellenlängenbereich. Der Yokogawa AQ6377 bietet nun die Möglichkeit stabile Messungen in diesem weiten Wellenlängenbereich durchzuführen und gepulste QCL-Signale mit geringen Wiederholungsraten auszuwerten, was bisher schwierig war. Der AQ6377 liefert daher eine spürbar deutlichere Verbesserung, die es Forschern ermöglicht, mit verschiedenen Pulslängen und Wiederholungsraten zu arbeiten.

Zu den Hauptmerkmalen des AQ6377, die zusammen die Möglichkeit bieten, die Nebenmoden von MWIR-Lasern zu visualisieren, gehören eine Wellenlängenauflösung von 0,2 nm, eine Wellenlängengenauigkeit von ± 0,5 nm, ein hoher Dynamikbereich von 50 dB und eine Pegelempfindlichkeit von bis zu -60 dBm. Der weite Dynamikbereich und die hohe Empfindlichkeit wurden erreicht, indem der Einfluss von Streulicht im Monochromator verringert wurde.

Eine eingebaute Kalibrierlichtquelle nutzt die natürlichen Absorptionseigenschaften von Acetylengas, um ein Wellenlängen-Kalibriersignal mit einer Genauigkeit von 0,6 Pikometern liefern zu können. Diese Quelle wird auch in Verbindung mit dem „optical alignment“ verwendet, einer Funktion, um Abweichungen der optischen Achse zu kompensieren, die durch Vibrationen und Stöße während des Transports sowie durch Temperatur-änderungen verursacht werden. Mit diesen Funktionen kann der AQ6377 seine hohe optische Leistung vor Ort aufrechterhalten.

Zudem ermöglicht der optische Freistrahleingang den Anschluss von Singlemode-MWIR-Glasfasern und Multimode-Glasfasern (bis zu 400 µm) an dasselbe Gerät und liefert einen geringen und stabilen Einfügeverlust, wodurch die Wiederholbarkeit der Messung erhöht wird. Das Fehlen eines physischen Kontakts schließt auch die Möglichkeit einer Beschädigung aus, wenn Fasern verbunden werden.

Ein weiteres wichtiges Merkmal des AQ6377 ist das „purging“. In der MWIR-Region können spektrale Messungen stark durch die Absorption von Wasserdampf und Kohlendioxid beeinflusst werden. Die Spülfunktion reduziert den Einfluss dieser Gase erheblich, indem dem Monochromator über die dafür vorgesehenen Anschlüsse auf der Rückseite kontinuierlich ein reines Spülgas (wie Stickstoff) zugeführt wird.

https://tmi.yokogawa.com/



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