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常见问题
Q1. 滨松QCL的波长覆盖范围?
滨松只提供4~10 μm的标准产品,可以测量的气体种类如下图所示。对于一些特殊气体的吸收峰,波长在4~10 μm之内,可以定制。
Q2. 滨松QCL的产品线有哪些?
滨松的QCL包含CW-QCL,pulsed-QCL,CW-QCL模块(即将发布),pulsed-QCL模块,EC-QCL(7~10 μm可调)。
CW-QCL有两种封装类型,分别是HHL封装和蝶形封装;pulsed-QCL也有两种封装,分别是TO封装和蝶形封装。滨松所有QCL都为DFB型,具有窄线宽、无跳模的特性。
Q3. QCL出射的光束是什么模式?
一般为单模高斯光。
Q4. QCL出射光的发散角是多少?
快轴发射角大概为±25°;慢轴发散角大概为±10°。可以通过准直镜进行压缩。
Q5. A11331-0xH如何调节准直?
俯仰和左右通过螺丝调节;前后可以按照如图所示的方式进行调节。
Q6. CW-QCL的产品型号解释?
滨松的QCL型号组成为L1200×—※※※※H—C/E
'×'代表波长几μm;'※※※※'代表具体波数;H代表HHL封装,一般为CW激光;C代表不带内置透镜;E代表内置透镜。
例如:L12004-2190H-E代表波数为2190cm-1,波长为4.56 μm,HHL封装的CW激光器,内置透镜型。
Q7. QCL的datasheet的具体参数如何理解?
工作温度代表激光器工作的温度范围;线宽0.2 cm-1代表激光器的光谱宽度,而通用的线宽一般是Hz,在换算是直接用0.2 cm-1×3×108=6 GHz,但是由于测量设备的限制,我们的实际线宽为 MHz量级;波数调谐范围是指在中心波数之间的变化范围;辐射功率是最小20 mW,实际最大可达到百 mW;阈值电流代表激光器出光电流,实际以具体产品手册标注的为准;边模抑制比代表激光信噪比,由于测量设备限制,标称为25 dB,实际完全可达到30 dB以上。
Q8. 滨松CW-QCL的安装方式?
连接方式如下图所示,"红色字样"的配件滨松都可以提供。
TEC控制器电源和QCL散热器电源为普通直流电源;CW-QCL电源推荐:Newport LDX-3232;Wavelength QCL-1500;UBE CD10。
Q9. CW-QCL的输入电压、电流参数分别为多少?
QCL作为一种激光器是电流驱动的,每种QCL的驱动电流不同,一般不会超过1.5 A,所以只需要准备1.5 A的电流源即可;每个QCL出厂时有测试后的固定范围,QCL的电流同时也与温度一起可以控制输出光的中心波长。
Q10. 滨松内置透镜型的QCL有什么优势?
内置透镜型的QCL是指将激光器和准直透镜封装在一起,简单方便使用,不需要客户自己准直。滨松自制的内置透镜为滨松特有专利,不会产生干涉条纹,防回光,并在4-10 μm均在90%以上,在8 μm和5 μm处分别在97%和96%以上。
Q11. 滨松pulsed-QCL的安装方式?
连接方式如下图所示,"红色字样"的配件滨松都能提供。TEC控制器电源和控制板供电电源都为普通直流电源。
Q12. 滨松pulsed-QCL的脉宽最大为多少?
最大脉宽为500 ns。
Q13. 滨松pulsed-QCL的脉宽和重复频率可以同时调谐吗?
可以通过外部触发电路来调节脉宽和重频,但是最大占空比不得超过5%。
Q14. pulsed-QCL datasheet中给出的功率参数怎么解释?
datasheet给出的是脉冲峰值功率。但是,一般功率计测得的是平均功率。
如果要得到峰值功率,可根据公式:峰值功率=平均功率÷重复频率÷脉冲宽度。
Q15. 最新推出的脉冲蝶形QCL和TO封装的QCL有什么区别吗?
除了封装和引脚变化,其余电学和光学参数都没有发生变化。为了符合大众化使用,我们将脉冲型的QCL改为蝶形封装。如下图:
Q16. 滨松QCL的储存条件是什么?
一般要求恒温恒湿的储存条件。温度要求范围5-30 ℃,湿度要求小于40%。
Q17. QCL内部有隔离器吗?
目前,滨松的QCL没有内置隔离器。但是,我们的内置透镜.
Q18. pulsed-QCL在气体测量中的使用方式?
热敏电阻使用的是R25的电阻,其参数如下表所示:
Q19. EC-QCL占空比、重频等是否可调?
脉冲宽度典型值为100 ns,占空比最大不超过5%,重复频率最大500 kHz。
Q20. QCL的安装和操作注意事项有哪些?
QCL损坏的最主要的原因是大电流。因此,在操作过程中需要注意防静电和过电流保护。只要所加电流不超过最大正向电流一般情况下不会发生损坏。
Q21. 如果发现TEC控制器不能稳定控温,应该怎么办?
可以使用串口通信软件,比如Tera Term,发送指令对TEC控制器进行重置,具体指令如下:
Q22. QCL输出波长如何进行标定
可以使用标准样品,如聚苯乙烯薄膜进行标定,因为聚苯乙烯的吸收峰波长是确定的,因而使用EC-QCL测试聚苯乙烯的吸收谱,就可以得到数据点-波长的关系,具体如下图:
Q23. EC-QCL的MEMS的频率应该设置为多少最合适?
使用示波器的CH2观测BNC DETECT,调节信号发生器输出的MEMS operation信号的频率,当频率最合适的时候,CH2的探测到的BNC DETECT的正弦波幅度最大。然后进一步设置MEMS operation的幅度,让BNC DETECT正弦波幅度达到最大。就可以得到最有的MEMS operation的设置了。
Q24. EC-QCL的QCL operation的输入信号与MEMS OPERATION输入信号应该怎么设置。
MEMS operation接入到信号发生器的CH1输出,然后频率根据QCL的test datasheet设置中的wavenumber sweep frequency中的results设置对应的频率,一般都是在1800 Hz左右。然后输出负载设置为50欧姆,峰峰值设置为4 V。而QCL operation 接入到信号发生器的CH2输出,设置信号发生器,使CH2的频率与CH1的频率比为100比1; CH2输出信号类型设置为脉冲波,占空比设置为50%, 幅值为低电平为0 V,高电平为4 V。如果可以设置上升沿和下降沿LE/TE的话,设置他们为100 ns。然后输出负载也是设置为100 ns。
Q25. EC-QCL系统的开机顺序
首先打开TEC温控电源,然后打开温控C11330-01的软件并启动温控;待温度稳定之后,再打开QCL operation的输出,然后再打开MEMS operation的输出。 关机顺序正好是相反的。
Q26. EC-QCL的示波器应该如何设置(窗口宽度, 平均次数)
示波器的设置要保证在纵向上,信号尽量是满量程的,然后在横轴上,设置20 us一个横格,也就是整个窗口宽度是200 us,能够看到两个峰其中的一个即可。
通过设置示波器的平均次数,可以提高信号的信噪比。不过对于tektronix示波器,如果平均次数增加,示波器采集速度会显著的降低,在客户自己进行开发的时候,需要考虑到采集速度的变化。 而keysight示波器,平均次数提高,采集速度降低不是很明显,因而比较推荐搭配EC-QCL使用。
Q27. EC-QCL的示波器采集数据应该如何处理(寻峰)
EC-QCL的采集过程中,会分布调节QCL operation和MEMS operation的相位延迟,每步进一个相位延迟,示波器输出一组数据,如下图:
Q28. EC-QCL自带软件Swept QCL IR设置中device identifier应该从哪得到?
如图是软件中的显示:
这个一般是指示波器和信号发生器的SN码,可以从机器机身上看到,如下图:
Q29. 如何判断激光器是否有故障?
(1)请检查激光器的电阻。如果它没有损坏,电阻约为5 kΩ左右(其中阳极为#4引脚,阴极为#7引脚); (2)通过红外探测器或功率计或显色卡等设备测试是否有响应; (3)检查驱动电流是否过载。
Q30. 激光器在示波器上的信号抖动可能是什么原因?
(1)散热风扇带来的振动是不可避免的,完全消除的话可以考虑使用水冷; (2)如果使用风扇,尽可能缩短支架杆的长度以免与风扇发生共振,直径大的固定杆稳定性更好,降低风扇的工作电压也可以有效减少振动; (3)避免红外辐射源的干扰同时缩短激光与探测器之间的距离。
Q31. 使用滨松的温控器C11330温控不稳定怎么办?
请尝试AUTO1(图中的红色方块)来优化PID参数。PID调节完成后,“TEMP CONTROLLED”(温度控制)将再次出现。
Q32. 将QCL1的控制器(wavelength QCL1500)用于QCL2,发现控制器无法输入电流,QCL实际电流始终显示为0,可能的原因?
不同激光器pin 4 和 pin 7的电阻不一样导致控制器锁定。
Q33. QCL及TEC的功耗是多少?
HHL封装 QCL 功耗10 W + TEC 功耗6 W; BTF封装 QCL 功耗6 W + TEC功耗 4 W 。
Q34. 如何选择气体的吸收峰及光谱数据?
可以参考Hitran Database、HITEMP、SpectraPlot数据库。
Q35. QCL与CO2激光器对比如何?
CO2激光器:优点(功率大、光束质量高),缺点(体积大、水冷、需要维护); QCL激光器:优点(使用简单、TEC冷却、无需维护),缺点(功率受限、光束发散角较大)。
Q36. EC-QCL L14890的扫描时间是多少?
MEMS每扫描一次由100个脉冲组成一个非连续光谱,改变MEMS相位多次扫描,通过软件处理叠加得到连续光谱。如果步进角设置为60°,全光谱需要6次扫描,全光谱扫描时间约为3 ms。如果做1028次平均,全谱大约需要3.5 s。当步进角为5°时,约为41.5 s。
Q37. 目前QCL功率最高可以达到多少?
DFB连续型QCL输出功率最高可以到150 mW左右,脉冲型QCL峰值功率最高100 mW以上,EC脉冲型QCL峰值功率最高约900 mW。
Q38. EC-QCL中的mems是什么类型?
内置的mems光栅属于Galvo type。
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