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【FAQ】量子级联激光器(QCL)

常见问题

1、滨松QCL的波长覆盖范围?


2、滨松QCL的产品线有哪些?


3、QCL出射的光束是什么模式?


4、QCL出射光的发散角是多少?


5、A11331-0xH如何调节准直?


6、CW-QCL的产品型号解释?


7、QCL的datasheet的具体参数如何理解?


8、滨松CW-QCL的安装方式?


9、CW-QCL的输入电压、电流参数分别为多少?


10、滨松内置透镜型的QCL有什么优势?


11、滨松pulsed-QCL的安装方式?


12、滨松pulsed-QCL的脉宽最大为多少?


13、滨松pulsed-QCL的脉宽和重复频率可以同时调谐吗?


14、pulsed-QCL datasheet中给出的功率参数怎么解释?


15、最新推出的脉冲蝶形QCL和TO封装的QCL有什么区别吗?


16、滨松QCL的储存条件是什么?


17、QCL内部有隔离器吗?


18、pulsed-QCL在气体测量中的使用方式?


19、pulsed-QCL内部热敏电阻的分度表是什么参数?


20、QCL的安装和操作注意事项有哪些?


21、如果发现TEC控制器不能稳定控温,应该怎么办? New


22、QCL输出波长如何进行标定 New


23、EC-QCL的MEMS的频率应该设置为多少最合适 New


24、EC-QCL的QCL operation的输入信号与MEMS OPERATION输入信号应该怎么设置? New


25、EC-QCL系统的开机顺序 New


26.EC-QCL的示波器应该如何设置(窗口宽度, 平均次数) New


27、EC-QCL的示波器采集数据应该如何处理(寻峰)? New


28、EC-QCL自带软件Swept QCL IR设置中device identifier应该从哪得到? New



QCL-1:滨松QCL的波长覆盖范围?


滨松只提供4~10μm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4~10μm之内,可以定制。


QCL-2: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(7~10μm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。


 


QCL-3:QCL出射的光束是什么模式?


一般为单模高斯光。


QCL-4: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。


QCL-5: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。


 

QCL-6: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4.56μm,HHL封装的CW激光器,内置透镜型。


QCL-7: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0.2cm-1×3×108=6GHz,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20mW,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25dB,实际完全可达到30dB以上。


 


QCL-8: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。

QCL-9: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1.5A,所以只需要准备1.5A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。


QCL-10: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4-10μm均在90%以上,在8μm和5μm处分别在97%和96%以上。


 


 


QCL-11: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。

QCL-12:滨松pulsed-QCL的脉宽最大为多少?


最大脉宽为500ns。


QCL-13: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%。


QCL-14: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。


 


QCL-15: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:


QCL-16: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%。



QCL-17: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.



QCL-18: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:


QCL-19:pulsed-QCL内部热敏电阻的分度表是什么参数?


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


QCL-20: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。


QCL-21: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

QCL-22: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。

QCL-23: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。


QCL-24: 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1800Hz左右。然后输出负载设置为50欧姆,峰峰值设置为4V。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0V,高电平为4v。如果可以设置上升沿和下降沿LE/TE的话,设置他们为100ns。然后输出负载也是设置为100ns。


QCL-25: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。


QCL-26: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20us一个横格,也就是整个窗口宽度是200us,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。

QCL-27: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。

QCL-28: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。

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