Как обращаться с квантово-каскадным лазером?
Наиболее чувствительными частями квантово-каскадного лазера являются сам лазерный чип и его соединения с керамическими накладками. Поэтому следует касаться только медного носителя (не касаясь лазерного чипа и соединений) или керамических накладок (не касаясь соединений).
Чтобы поместить квантово-каскадный лазер в корпус или вынуть его из корпуса, аккуратно возьмите керамическую накладку сверху тонким пинцетом и, по возможности, расположите квантово-каскадный лазер на устойчивой поверхности. Будьте особенно осторожны, не прикасайтесь к соединениям или лазерному чипу, так как это может повлечь за собой повреждение лазера.
Следует учитывать следующее:
Какова допустимая длительность импульсов для импульсного квантово-каскадного лазера?
Импульсные квантово-каскадные лазеры поставляются вместе с таблицей спецификации. Как правило, испытания на лазерах проводятся с использованием импульсов длительностью 50 нс. При необходимости можно использовать более короткие импульсы, и реакция лазера будет соответствовать спецификации, при этом средняя мощность будет соответственно ниже при фиксированной частоте повторения. Самая короткая длительность импульса, достижимая с помощью LDD-драйвера, составляет 22 нс.
Более длительные импульсы приведут к нагреву лазера и появлению сигнала с линейной частотной модуляцией и снижению пиковой мощности. О необходимости использования более длительного импульса укажите при покупке для составления отдельной таблицы спецификации.
Использование лазера с длительностью импульсов, превышающей указанную в таблице спецификации, может привести к аннулированию гарантийного срока.
При самостоятельной попытке использования импульса длительностью, не указанной в таблице спецификации, используйте быстродействующий детектор (например, MCT-детектор) и медленное увеличение длительности импульса. Максимально допустимая продолжительность импульса достигается при условии, когда мгновенная мощность в конце импульса составляет 50% от мощности в начале.
Какова допустимая длительность импульсов для непрерывного квантово-каскадного лазера?
Испытания на непрерывном квантово-каскадном лазере проводятся только при непрерывном возбуждении, когда любой импульс продолжительностью более 1 мс рассматривается как непрерывный. Характеристики, указанные в таблице спецификации, являются характеристиками в установившемся режиме и не учитывают переходные эффекты, возникающие в течение этой первой мс. В непрерывных лазерах также возможно использовать импульсные возбуждения с любой меньшей длительностью, принимая во внимание следующее:
Каково расстояние от лазерной грани до окна ZnSe в корпусе лабораторного лазера?
Толщина окна составляет 2,0 +/- 0,1 мм. Лазерная грань представляет собой 4,5 +/- 0,5 мм от внешней грани окна и 2,5 мм +/- 0,5 мм от внутренней грани. Окно находится в 1,0 +/- 0,2 мм от передней части корпуса лабораторного лазера.
Как считывать выходное напряжение лазера с разъемов 5 и 6 на корпусе лабораторного лазера?
Эти разъемы используются при измерении характеристик импульсных лазеров для оценки истинной рассеиваемой мощности в лазере. На практике они не нужны для использования лазера, поскольку ток является определяющим параметром для работы лазера.
Если контроль напряжения все же необходим, вы можете подключиться к этим разъемам с помощью двухтактного разъема LEMO HGP.00.250.CTLPV, который можно приобрести у различных дистрибьюторов электронных компонентов. Компания Alpes Lasers не поставляет кабель для этих разъемов.
Каков шум по ширине линии / частоте квантово-каскадного лазера?
Мгновенная ширина линии квантово-каскадного лазера может быть очень узкой, порядка кГц. Однако на практике общий шум системы почти всегда будет определяться шумом драйвера тока и / или температурным шумом, и, когда этот шум намного превышает собственный шум, вы можете рассматривать квантово-каскадный лазер как идеальный преобразователь и вычислять эффективную амплитуду или спектральный шум по таблице спецификации.
Подвержены ли квантово-каскадные лазеры влиянию оптической обратной связи?
Площадь передней грани квантово-каскадного лазера составляет всего от 20 до 50 квадратных микрон. Любая оптическая обратная связь с гранью требует достаточно хорошего выравнивания оптической системы для передачи отраженного света на эту поверхность, что на практике ограничивает обратную связь для больших систем.
Кроме того, в модулях с высокой тепловой нагрузкой Alpes Lasers используется наклонное окно, чтобы избежать обратной связи с его поверхностью, расположенной близко к передней грани.
Квантово-каскадные лазеры надежны при наличии обратной связи.
Какой тип системы охлаждения следует использовать для охлаждения корпуса лабораторного лазера?
Тип системы охлаждения зависит не только от используемого лазерного чипа, но и от его наиболее часто используемых параметров. Чип с низким максимальным током, который используется при температурах выше 15°C, может не нуждаться в дополнительном охлаждении, в то время как чип с высоким пороговым током, который достигает заданной длины волны при -30°C, потребует высокопроизводительной системы охлаждения.
При этом для большинства практических целей достаточно использовать расход воды в 0,3 л/мин, поддерживаемой при температуре в диапазоне 15°C - 20°C.
Какой тип системы охлаждения необходим для модуля с высокой тепловой нагрузкой?
В модуле с высокой тепловой нагрузкой есть два источника тепла: тепло, выделяемое самим лазером, количество которого приведено в таблице спецификации, и тепло, выделяемое TEC-контроллером, которое равно его потребляемой мощности и зависит от разницы температур между лазерным чипом и подложкой модуля с высокой тепловой нагрузкой. Суммарная мощность может достигать 40 Вт и должна рассеиваться вдали от подложки. Типовые технические требования требуют, чтобы подложка хранилась при температуре 20 °C.
Несмотря на то, что в каждом конкретном случае требуется подсоединить подложку к радиатору, можно использовать различные способы охлаждения – от пассивного до воздушного и водяного. Модуль с высокой тепловой нагрузкой разработан таким образом, чтобы обеспечить максимальную универсальность конструкции системы за счет минимального интерфейса.
Однако следует отметить, что непосредственно нагревается только нижняя подложка, предназначенная для подключения к радиатору. Не рекомендуется прикреплять что-либо к верхней подложке модуля с высокой тепловой нагрузкой.
Можно ли самостоятельно припаять сабмаунт к лазеру?
Чтобы защитить покрытия лазеров и избежать расплавления соединения индиевой пайкой, используемого на некоторых сабмаунтах, не рекомендуется нагревать сабмаунты до температуры выше 100°C, даже временно.
Я не могу подключить драйвер S-2 с помощью прилагаемого программного обеспечения
Прилагаемое управляющее программное обеспечение является не драйвером, а панелью управления, которая позволяет вам получить доступ к оборудованию. Чтобы использовать это оборудование, ваша компьютерная система должна разрешить доступ к нему. Доступ зависит от конкретной системы, и Alpes Lasers не может гарантировать правильную работу вашего компьютера. Тем не менее, если Вы не видите порты или не можете пользоваться ими, следуйте общим рекомендациям:
Почему спецификация лазера отличается от той, которую я выбрал на веб-сайте?
Таблицы спецификации, представленные на веб-сайте, представляют собой измерения, выполненные на сабмаунтах. Когда лазер помещен в корпус, сабмаунт припаивается непосредственно к термоэлектрическому охладителю, что иногда улучшает тепловые характеристики. Непосредственно перед отправкой производится новое измерение с окончательными характеристиками.
Каков типовой срок службы чипа квантово-каскадного лазера?
На каждом лазере многократно проводятся испытания перед поставкой, чтобы гарантировать его надлежащий ожидаемый срок службы.
Первые испытания проводятся на уровне пластин. При изготовлении новой пластины перед продажей лазера проводится испытание нескольких устройств на различных уровнях (испытание модулей и определение характеристик установленного лазера). Это гарантирует отсутствие каких-либо общих условий, которые могли бы повлиять на все произведенные лазеры.
Кроме того, на каждом лазере затем проводятся индивидуальные испытания несколько раз, и результаты этих испытаний заносятся в таблицу спецификации. На каждом лазере проводятся повторные испытания перед отправкой. Таким образом, перед отправкой на каждом лазере проводятся испытания более одного раза, чтобы убедиться в качестве.
Время от времени некоторые лазеры отбираются для проведения более длительных испытаний. На некоторых из них в компании Alpes Lasers были проведены испытания длительностью до 32 000 часов непрерывной работы без снижения максимальной производительности. В ходе данного исследования различные типы квантово-каскадных лазеров эксплуатировались более 1,5 миллионов часов и было установлено, что среднее время выхода из строя квантовых каскадных лазеров, работающих при температуре теплоотвода 25°C, как ожидается, составит 809 000 часов или 92 года непрерывной работы. Кроме того, пользователи Alpes Lasers сообщали о работе лазеров в полевых условиях в течение длительных периодов времени. В ходе одного из экспериментов испытания продолжались непрерывно в течение 4 лет без снижения производительности.
В дополнение к средней наработке до отказа лазерного чипа, типовая таблица спецификации лазера содержит другие параметры, которые со временем могут измениться. В частности, производительность охладителя Пельтье со временем ухудшится, и самая низкая достижимая температура будет медленно повышаться. Кроме того, пайка чипа к сабмаунту может ослабеть, что повлияет на эффективную рабочую температуру для достижения определенной длины волны. Изменение этих параметров проявляются медленно и могут быть устранены путем повторного помещения чипа в корпус, если технические характеристики изменятся в течение гарантийного срока. По умолчанию, лазеры, помещенные в корпус, остаются в пределах своих технических характеристик в течение 5 лет.
Какова поляризация лазерного луча?
Излучение от квантово-каскадного лазера всегда линейно поляризовано с электрическим полем, перпендикулярным слоям (и медному сабмаунту), поскольку межзонный переход подчиняется правилу квантово-механического отбора. При установке медного сабмаунта или нижней части модуля с высокой тепловой нагрузкой на столе свет излучается с вертикальной поляризацией. В лазере с внешним резонатором чип установлен вертикально, поэтому выходная поляризация горизонтальна.
Однако для квантово-каскадного лазера на межзонных переходах электрическое поле всегда параллельно слою, поэтому излучаемое поле горизонтально поляризовано для сабмаунтов или модуля с высокой тепловой нагрузкой и вертикально поляризовано в лазерах с внешним резонатором.
Какова пространственная мода лазерного луча?
Все стандартные лазеры Alpes Lasers имеют единую пространственную моду. Как правило, этой модой является гауссовская мода TEM00. При необходимости запросите измерение моды, поскольку пространственные моды специально не измеряются.
Каково расхождение лазерного луча?
Униполярный лазер сконструирован вокруг плотно замкнутого волновода. По этой причине луч сильно дифрагирует на выходной грани и имеет (полный) угол расхождения около 60° перпендикулярно слою и 40° параллельно слоям (рис. ниже). Оптика f#1 как правило собирает около 70% излучаемой выходной мощности лазера, установленного на сабмаунте или в корпусе лабораторного лазера. Будьте осторожны, поскольку собираемая выходная мощность будет уменьшаться пропорционально квадрату f-числа собирающей оптики.
Типичный профиль луча неколлимированного квантово-каскадного лазера
Квантово-каскадные лазеры Alpes Lasers в комплектациях TO3-L и с модулем с высокой тепловой нагрузкой коллимируются асферическими линзами с высокой числовой апертурой (NA = 0,85) для максимальной эффективности сбора данных. Диаметр луча на выходе из корпуса составляет ≤ 4 мм, а расходимость луча на полный угол при 1/e2составляет ≤ 6 мрад для модуля с высокой тепловой нагрузкой (выше для устройств высокой мощности) и ≤ 10 мрад для TO-3. Ниже приведено изображение луча типового коллимированного квантово-каскадного лазера, излучающего на длине волны 8 мкм, демонстрирующее хорошее качество луча.
Типичный профиль луча коллимированного квантово-каскадного лазера
Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности
по поставке оборудования на территории РФ
В статье описывается усовершенствование метода лазерно-водоструйной обработки: добавление коаксиально-кольцевой аргоновой струи, мгновенно очищающей отверстие от образующегося осадка. Таким образом сохраняется высокий объем абляции при создании глубоких отверстий в сложно обрабатываемых материалах.
В обзоре сравниваются наиболее востребованные модели наносекундных лазеров производства Litron Lasers и СОЛАР ЛС, в том числе лазеры с модуляцией добротности с высокой и сверхвысокой энергией импульса, высокой частотой повторения импульсов, компактные лазеры и лазеры с диодной накачкой.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
