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掃引波長可変半導体レーザー Broadsweepers SUPERLUM

 

掃引波長可変半導体レーザー、ブロードスイーパー


Broadsweepersシリーズは、波長のスイープからスイープまでの高い再現性を備えた高速かつ高精度の波長チューニングを必要とするアプリケーション向けの、チューナブル半導体レーザーです。
すべてのアプリケーションの中で、最も重要なのは、光干渉断層法(フルフィールドOCTを含む)、生物医学イメージング、干渉法、光学分光法、光ファイバー検知、光学部品の特性評価です。

Broadsweeperの光学スキームは、外部の光ファイバーリングキャビティと、ゲイン媒体として機能するブロードバンド半導体光増幅器(SOA)に基づいています。
SOAモジュールの広帯域機能とその高いファイバ間利得により3 mWの出力50 nmを超える波長調整範囲に到達できます。

波長調整技術には、
0.2〜0.8 nm(FWHM)の範囲の非常に狭いスペクトル通過帯域を持つ音響光学チューナブルフィルター(AOTF)の使用が含まれますAOTFは、レーザー放射の高いスペクトル安定性のためにアクティブに温度制御されています。レーザーキャビティには機械的に可動するコンポーネントが含まれていないため、掃引動作での高い波長選択性と優れた波長再現性が保証されます。完璧なAOTFチューニング特性により、レーザーは広いスペクトル範囲にわたってk線形波長チューニングを提供します。

SOAとAOTFに加えて、レーザーの他の重要な要素は、光ファイバーカプラ、光アイソレーター、インライン光パワーモニターです。
それらはすべて、広帯域スペクトルアプリケーションに完全に適合した独自のカスタマイズされた設計を特長としています。AOTFで使用されるコリメート光学系は、高品質の非球面レンズに依存しています。この光学系には収差がなく、AOTFの効果的な動作に必要なコリメートされたレーザービームだけでなく、光を出力光ファイバーに結合する最大効率も得られます。フィルターと光学部品は1つのモノリシック金属製ハウジングにパッケージ化されているため、位置ずれを起こさずに信頼性の高い毎日の運用が保証されます。

Broadsweeperの中心にあるのは、光ファイバー伝送システムを備えたSuperlum音響光学チューナブルフィルターです。

レーザーの外部キャビティは、PANDAタイプの偏光維持(PM)ファイバーを使用します。これにより、明確に定義された偏光状態と、時間と異なる周囲条件下でのレーザー偏光の高い安定性が提供されます。唯一の前面パネルの光ポートは、超低増幅自然放出(<-50 dB)および最小の偏光消光比(PER)18 dBの光信号を提供します ほとんどの光ファイバーコンポーネントは、レーザー出力でのPERの高い値を保証する高速軸ブロックテクノロジーに基づいて構築されています。

出力偏光は、コネクタキーに正確に位置合わせされたファイバーのスロー軸で提供されます。

レーザーは、ベンチやラックの用途に適したコンパクトな金属ケースに収納されています。このデバイスは、複数のプラグインモジュール(電源、調整可能な光学モジュール、電流および温度駆動モジュール、中央処理装置など)を1つのメインフレームに組み込むモジュール設計です。Superlumの駆動用電子回路は、すべての動作モードでレーザーを正確、信頼性、および安全に制御します。過渡抑制、過熱保護、開回路保護、レーザー電流制限など、必要なすべてのレーザーダイオード保護対策が実装されています。

レーザーには、次の動作モードがあります。

フルチューニング範囲内の任意の単一波長でのCW動作。動作波長は、フロントパネルまたはコンピューターから調整できます。コンピューターの制御下では、2つの異なる波長間の一般的な切り替えは100ミリ秒未満で行われます。ユーザーは、50 pmの解像度で全波長範囲内の任意の波長を選択できます。

5 nm以上のチューニング範囲全体または対象の帯域(チューニング範囲内)での連続スイープ。内部トリガーと外部トリガーの両方が利用可能です。

特定の繰り返し周波数で全チューニング範囲内の任意の2つの波長を連続的に切り替えます。周波数の範囲には、工場で設定された13個の値が含まれます。繰り返し周波数のカスタマイズ設定は、リクエストに応じて可能です。

内部でトリガーされると、デバイスは同期パルスを生成します。レーザーと測定機器の同期に必要なBNCコネクタは、デバイスの背面パネルにあります。外部トリガーモードでは、デバイスは着信TTL互換トリガー信号に応答します。

ブロードスイーパーの最大出力は3 mWです。強力なアプリケーションの場合、デバイスには、最大20 mWの電力を上げる光パワーブースターを追加装備できます。

レーザー出力は、ナローキー(2.0 mm)付きのFC / APCコネクタ用のフロントパネル高精度PM光ソケットを介して実行されます デバイスには、PM光パッチケーブルが付属しています。SM光パッチケーブルもリクエストに応じて入手可能です。

リモート制御機能

デバイスには、コンピューターからのリモート制御用のRS-232 DTEポートがあります。必要な接続ソフトウェアが機器に付属しています。

レーザー安全対策

IEC 60825-1 Edの要件を満たすため。2 2007-03、この機器には、マスターキー制御、リモートインターロック接続、視覚/聴覚アラーム、情報警告ステッカーなどを含むレーザー安全対策が装備されています。


 

標準モデル

スペクトル帯域と掃引速度に応じて、選択できる製品のモデルがいくつかあります。製品の標準バージョンについては、以下の表を参照してください。

モデル

チューニング範囲(nm)

出力電力(mW)

掃引速度(nm / s)

線幅(nm)

765 – 815 nmスペクトル範囲

BS-785-1

50

3

2 – 10,000

0.06

BS-785-1-HP *

50

20

2 – 10,000

0.06

BS-785-2

50

3

100 – 100,000

0.12

BS-785-2-HP *

50

20

100 – 100,000

0.12

805〜880 nmのスペクトル範囲

BS-840-1

75

3

2 – 10,000

0.06

BS-840-1-HP *

75

20

2 – 10,000

0.06

BS-840-2

75

3

100 – 100,000

0.12

BS-840-2-HP *

75

20

100 – 100,000

0.12

900 – 980 nmスペクトル範囲

BS-930-1

80

3

2 – 10,000

0.09

BS-930-1-HP *

80

20

2 – 10,000

0.09

BS-930-2

80

3

100 – 100,000

0.15

BS-930-2-HP *

80

20

100 – 100,000

0.15

1020 - 1090 nmのスペクトル範囲

BS-1060-1

70

3

2 – 10,000

0.09

BS-1060-1-HP *

70

20

2 – 10,000

0.09

BS-1060-2

70

3

100 – 100,000

0.15

BS-1060-2-HP *

70

20

100 – 100,000

0.15

*内部光パワーブースターを含む
 
一般仕様

所要電力:

110 VACまたは220 VAC、50 Hzまたは60 Hz

消費電力:

20 W / 25 W *

動作温度:

+15°C〜+ 30°C

保管温度:

0°Cから+40°C

外形寸法(W×H×D):

257× 170× 325 mm / 362× 160× 326 mm *

重量:

9 kg / 12 kg *

 










*内部光出力ブースターを備えたモデルの場合

製品のカスタマイズ機能

Superlumは、製品のカスタマイズサービスを提供しています。製品の多くの動作特性(出力パワーレベル、チューニング範囲のターゲット波長、掃引速度の制限など)は、要件に合わせて変更できます。

技術文書
 


 

OEMのためのNew ブロードスイーパーとオプティカル ブースター

Preliminary Information


 
新デザインの特徴

・可動部品のない外部キャビティー
・波長設定の優れた許容誤差
・出力波長の優れた掃引再現性
・任意の掃引速度でのリニアでスムーズな波長調整
・任意の波長の単方向スイープ
・USB通信
・スタンドアロンのスイープレーザーおよびブースターユニット
・コンパクト サイズ
・低消費電力

用途

バイオメディカルOCT
生化学分光法
光ファイバーセンシング
干渉



New OEM Broadsweeperは840nmにおいて最もポピュラーなBS-840-1ベンチトップ ワイドチューナブル スイープ レーザーのモジュラー(110mm x 41mm x 190mm)バージョンです。
小容量にするために完全に再設計されました。レーザーはゲイン オプティカル モジュール(SOA-370)のリニア外部キャビティー、A-Oチューナブル フィルター(AOTF)とHR ブロードバンド ミラーからなります。
カスタム デザインされたAOTFは狭いフィルタリング(FWHM <0.25nm)と可干渉距離、ワイド スペクトル範囲で高い回折効率維持します。フィルターは温度をTE冷却で安定化させ。レーザー波長を安定化させます。
温度安定、機械的な固定、最も影響を受けやすい外部共振器は、ステンレススチールの光学ベンチにマウントされています。レーザーをすべての素子は最適な動作のために構成されています。レーザーの出力は全面パネルのFC-APC端子から供給します。
レーザー組み立ての特別な技術とPANDA PM 850ファイバーの使用により、レーザー偏光消光比(PER)(> 18 dB)を保証し、温度変化を安定させます。A-Oセルの温度安定化、AOTF性能の電子制御、およびレーザー共振器内に可動部品がないことにより、次のことを保証します。

・出力波長の高い絶対精度
・出力波長の掃引間の再現性が高い
・スイープ動作における瞬間的な波長対時間依存性の高い直線性
・スイープ中に瞬時に波長をモニタリングするために特別な技術を使用する必要がない

レーザーは805nmから875nmの間の波長で、スイープスピード1nm/s と10,000nm/sで出力は3mWです。
レーザーライン幅はフルチューニング範囲で0.05nmを超えません。

  
レーザーはUSBでPCと接続します。デバイスとの重要なパラメーターはSUPERLUM コンパニオン ソフトウエアを使います。同期のためには裏面パネルのTTLリモートポートがあります。OEM オプティカル パアー ブースターはスイープレーザー出力を上げる最適なオプションです。 パワーは3mWから20mWに上げます。このデバイスは追加の独立したユニットです。簡単なインストールと信頼できる操作です。このデバイスはプラグをつなぐだけで、工場で事前設定されていますので、動作中に調整は不要です。
ブースターハウジングのサイズ 110 mm × 31 mm × 190 mm (W × H × D)
両方の設置面積は同じです。重ねて使用する場合は放熱させてください。

スタンダードBS-840-1 、新しい物は3つのモードで動作します。
  ・フルチューニング範囲で固定された単波長動作
  ・スイープスピード 1 - 10,000/s に於いて、連続的なスイープ(フリーランニング)
  ・スイープ動作の外部トリガー

スイープ レーザーのニューモデルには特徴があります。
・レーザーは、コンピュータからのコマンドによって、または、TTLポートから外部のTTL信号によって一回スイープを行います。
・外部スイープ モード、レーザーはTTLポートからTTL信号の理論レベルに依って動作します。レベルが高い時はデバイスはフリーランニング スペクトル チューニングを続けます。レベルが低いときはチューニングを中止して、次の高いレベルを待ちます。

スイープ動作でレーザーによって生成されるTTL互換の同期パルスは、デバイスの背面にあるTTLポートを介してアクセスできます。 デバイスの外部トリガーに必要な外部パルスは、このポートにも適用されます。

電子機器を駆動することにより、一定のパワーモードでのレーザー動作が保証されます。 Superlumのエレクトロニクスの独自の設計により、任意のスイープ速度でチューニングのフラットトップ形状を実現できます(上の図を参照)。 形状上部のレーザーパワーの変動や、パワーアクティベーション中の駆動電流のオーバーシュートが排除されます。 連続掃引モードでの2つの連続掃引間の休止時間は、200 µs〜167 sの範囲で調整可能です。 ユーザーが設定したパラメータは、デバイスの不揮発性メモリに保存されます。

スイープ レーザーとブースターは金属表面をM4ネジで固定出来ます。

新デザインの改良点
・波長分解能が0.01 nmに改善されました。
・最小掃引速度が1 nm / sに減少し、70 nmの調整で70秒の掃引時間が得られます。
・低速掃引操作が大幅に改善されました。 チューニングの極端な波長範囲は、10 nm / s未満の掃引速度で正確に到達します。
・スイープ方向はSUPERLUM コンパニオン ソフトウエアで任意に簡単に変更ができます。
・寿命を延ばすために、スイープの中の一時停止は出力エミッションはオフになります。フリーランニングモードでは、一時停止時間を約200μ秒から167秒の範囲で変更出来ます。
・単一波長動作モードでは、TTLリモートポートに外部TTLパルスを適用して、パルス変調が出来ます。レーザー出力(オン/オフの切り替え) 最小パルス幅は100 µsです。

新しい設計の利点は、スイープレーザーとパワーブースターの組み合わせにより、波長チューニングの強力でコスト効率の高いソリューションは測定システムやサブシステムに簡単に適合します。モジュールは、最初に新しいBroadsweeperを試してから、ブースターを注文することができます。
2つのユニットを組み合わせて高出力掃引波長システムにします。

仕様

・ チューニング範囲:  805nm – 875 nm
・ 最小 チューニング範囲:  5 nm
・ 出力:  3 mW (レーザー出力) / 20 mW (ブースター後の出力)
・ ライン幅 (FWHM): 0.05 nm
・ 波長設定分解能:  0.01 nm
・ スキャン スピード範囲:  1 – 10 000 nm/s
・ PER:  18 dB (min.)
・ パワー  vs. 波長のフラットネス:  < 1 dB
・ Signal‐to‐ASE excess:  30 dB (min.)  
・ ファイバータイプ:  PANDA PM 850
・ 光出力:  FC‐APC ファイバー端子と互換
・ 動作電圧/電流:  +12 V DC / 1 A
・ レーザーとPC間通信:  USB インターフェイス
・ 動作温度範囲:   +15 °C to +35 °C
・ 外形 (W × H × D):
o 110 mm × 41 mm × 190 mm (レーザーユニット)
o 110 mm × 31 mm × 190 mm (ブースターユニット)
・ Weight:
o 1.5 kg (レーザーユニット)
o 1 kg (ブースターユニット)