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CW&Pulseレーザー用高精度波長計 WSシリーズ

HighFinesse

WSシリーズ

HighFinesse(ハイフィネス)社

CW・パルスレーザー用 高精度波長計

レーザ波長計

HighFinesse/Angstrom(ハイフィネス/オングストローム)社の波長計は、CWレーザとパルスレーザの波長を測定できる、コンパクトで高感度な波長計です。広い測定波長範囲と高速測定が可能です。温度安定化されたフィゾー干渉計の信号をCCDアレイで読み出し、波長を計算して表示します。駆動部が無い光学構成により、高い波長精度を実現しています。

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測定精度/波長域
  • WS-5: 3 GHz
  • WS-6-600: 600 MHz
  • WS-6-200: 200 MHz
  • WS-7: 60 MHz
  • IS/U7: 60 MHz (高感度モデル)
  • WS-U-30: 30 MHz
  • WS-U-10: 10 MHz
  • WS-U-2: ±2 MHz
  • スタンダード: 350 nm ~ 1120 nm
  • UV: 248 nm ~ 1100 nm
  • UV-II: 192 nm ~ 800 nm
  • VIS / IR : 400 nm ~ 1750 nm
  • IR: 800 nm ~ 1750 nm
  • IR-II: 1000 nm ~ 2250 nm
  • IR-III: 2000 ~ 11000 nm

 

特徴
  • 高感度: < 100 pJ (IS/U7)
  • データ取込スピード: 最大 500 Hz
  • CW & パルス測定
  • 線幅測定
  • ファイバ入力
  • 表示桁数 最大小数点以下6桁 @ nm 
    例: 632.991009 nm
  • マルチチャンネル: 1- 8入力
  • USB 2.0
  • 外部電源不要 (WS-U、IRは除く)
  • 干渉信号モニタリング
  • 波長のPIDコントロール
基本機能

光波長測定画面

長時間波長測定グラフ

 

測定結果はPC上に、波長、周波数、波数、電子ボルトの切替で表示されます。

上の画像の波長の上に表示されている信号は、横軸CCDの番地、縦軸出力で表される、CCDで受けた干渉波形です。スペクトラムアナライザのように、波長を表示している訳ではありません。この波形により、簡易的にモードホップを観察することが可能です。

測定を始めると、長時間測定ウィンドウが同時に起動し、波長、出力、波長計内の温度の時間変化、最大/最少/平均標準偏差も表示されます。

マルチチャンネルオプションを取り付けると、この長時間測定ウィンドウも、チャンネル数分表示されます。

干渉波形を含めた全てのデータは保存し再生することが可能です。

0から999ポイントの間で測定データの平均化を指定して測定することが可能です。

使いやすいAPIを装備し、C/C#/C++, Delphi, VB/VBA, LabVIEW, CVI, HP-Veeなどのサンプルコードも標準で添付されています。

WSシリーズはフィゾー干渉計を使用した波長計です。その為、測定可能な最大線幅の規定があります。通常最大測定可能線幅は、FSR の 1/3 程度となります。例えば、WS-7 の wide モードの場合、10 GHz 程度となります。

また、スペック上の測定精度を得る為の最大線幅は、スペックの5倍となります。例えば、WS-7の場合、60 MHz x 5 = 300 MHz となります。

多彩なオプション

レーザ波長計

マルチチャンネル(MC):

MEMSの高速ファイバスイッチャ搭載したボックスです。光源からスイッチャまで、それぞれのファイバでデリバリしますので、波長計を移動させなくても、ファイバを繋げるだけで最大8台までの光源の波長測定が、ほぼ同時に可能です。ただし、スイッチャから波長計までのデリバリファイバは1本で行う為、測定可能な波長域と精度は使用するファイバにより制限されます。

HighFinesse社では、50 μmマルチモードファイバを使用したモデル(透過波長域 280 nm ~ 2200 nm )と、390, 460, 630, 780, 980, 1300 nm のシングルモードファイバを使用したモデルをご提供しています。

シングルモードファイバを使用したモデルの波長範囲は、おおよそ下記の様になります。

最小波長: ファイバの波長の-20 nm 〜 -30 nm 程度

最大波長: ファイバの波長 x 1.3

切替サイクル速度は入射パワーに依存しますが、最小で1チャンネル毎に 18 ms、8チャンネル接続した場合は約0.2 s です。

ライフタイムは > 109 サイクル、最大可能入力パワーは 23 dBm です。

チャンネル数は 2, 4, 8 チャンネルの3種類です。

スイッチャはPCから USB 経由で操作可能で、パラメータをチャンネル毎に個々に設定できます。

PIDコントロール(PID):

波長計に、設定波長との差分を出力するボードを取付ける事で、レーザ波長を固定、又は、 sin 波、三角波、矩形波、階段関数、及びそれらを組合わせた任意に設定した関数に沿って、レーザの波長をPIDコントロールできます。

WS-U-2を使用して、±2 MHz ( rms < ± 500kHz ) の波長安定化を達成しました。

線幅(L):

干渉計装置関数を消去する特殊なアルゴリズムにより線幅測定し、干渉計の数倍の分解能で線幅を測定することができます。本オプションの測定対象は、縦モード間隔が 300 MHz 未満となります。マルチモードレーザやマルチラインスペクトルの場合は一定のスペクトル間隔における FWHM となります。

測定精度は、例えば WS-7 の場合、カタログには “Accuracy 5 %(> 200 MHz), Max. bandwidth 10 GHz” と記載されています。これは 4 GHz 以下の線幅のレーザを測定した場合の精度が ± 200 MHz 以上であることを意味しています。例えば 300 MHz の線幅のレーザの場合、± 200 MHz, 2 GHz の線幅でも ± 200 MHz です。 ただし 10 GHz 線幅の場合には ± 500 MHz(10 GHz の 5 %)となります。

このオプションはシングルモードファイバが必要です。その為シングルモードファイバが無い330nm以下のUV域や赤外の波長については、対応していません。

グレーティング(D):

精度 0.02 nm までのスペクトル分析が可能な、スペクトル幅の広い光源用のオプションです。WS5 及び WS6-600 のスタンダードレンジ ( 350 〜 1120 nm ) のみの対応となります。

このオプションはシングルモードファイバが必要です。その為シングルモードファイバが無い330nm以下のUV域や赤外の波長については、対応していません。

ダブルパルス(DP):

ほぼ同時に入力された異なる二つのパルスを検出し、それらを個々のシグナルとして処理することができます。タイミングゲートは 最小 400 ns です。ポンプ-プローブ実験に便利です。外部トリガにより動作します。

本オプションは、スタンダードモデルにのみ対応しています。

TTLトリガー(TTL):

外部トリガによる測定を行えます。パルス励起と測定との間で同期をとるのに利用でき、低いデューティーサイクルで低ノイズ計測が行えます。また、他の測定器との同期にも便利です。

モデル別スペック比較
Model WS5 WS6 WS7 WSU
6-600 6-200 U-30 U-10 U-2
Measurement Range:
Standard(350~1120 nm)
UV(248~1100 nm) ○(300nm〜) 開発中 ×
UV-II(192~800 nm) × × ×
VIS/IR(400~1750 nm) × × × ×
IR(800~1750 nm) ×
IR-II(1000~2250 nm) × × ×
IR-III(2~11 μm) × × × × ×
Absolute Accuracy *6:
192~370 nm(pm) *1 3 0.6 0.4 0.2 0.1 0.1 0.1
370~1100 nm(MHz) 3000 600 200 60 30 10 *4 2 *5
1100~2250 nm(MHz) 2000 400 150 40 20 10 *4
2~11 μm(MHz) 200
Quick Coupling Accuracy (MHz) 3000 600 600 *14 150 100 100 100
Resolution(MHz)*2 1000 100 50 (100@IR3) 10 5 2 0.5 *5
表示桁数(nm 小数点以下桁数) 3桁 4桁 4桁 5桁 5桁 6桁 6桁
Fizeau interferometers(FSR GHz) ~100 std:~15(100),
UV,IR: ~20-30
std:~15(100),
UV,IR: ~20-30
4(20-30) 2(15-20) 2(15-20) 2(15-20)
Line width Option *2 :
Accuracy (MHz) 2000 *3 500 *3 400 *3 200 *3 100 *3 100 *3 100 *3
MAX bandwidth (GHz) 60 60 (10@UV&IR) 60 (10@UV&IR) 10 8 8 8
Measurement Speed (Hz) *7:
Data acquisition 600 600 500 500 500 500 500
Wavelength calculation 600 600 450 400 400 400 400
Linewidth calculation 500 500 400 400 400 400 400
Pattern display 300 300 150 150 150 150 150
Required Input power (μJ or μW) *11:
Standard(350~1120 nm) 0.02 – 15 0.02 – 15 0.02 – 15 0.01 – 10 0.02 – 15 0.02 – 15 0.02 – 15
UV(248~1100 nm) 0.02 – 10 0.02 – 10 0.02 – 10 0.01 – 6 0.02 – 10
UV-II(192~800 nm) 0.02 – 200 0.02 – 200 0.02 – 200 0.01 – 100
IR(800~1750 nm) 2 – 200 2 – 200 1 – 100 2 – 200 2 – 200 2 – 200
IR-II(1000~2250 nm) 2 – 80 *12 2 – 80 *12 2 – 80 *12 2 – 80 *12
IR-III(2~11 μm) 1 mW 1 mW
Calibration Built-in *10 Built-in *10 Built-in *10 Built-in *10 any laser dν<3MHz any laser dν<3MHz SLR780 or any laser dν<1MHz
Calibration period <=1ヶ月 *10 <=1ヶ月 *10 <=1ヶ月 *10 <=14日 <=10時間 <=1時間 <=2分
● 対応オプション*16
Multi-Channel Switcher(MC)
Diffraction Grating(D) × × ×
Double Pulse(DP)
Linewidth(L) x
TTL-Trigger(TTL)
PID-Controller(PID)
● Downloads
Data sheet ⇒全カタログダウンロード(PDF, 4.3MB)⇒IR3 カタログダウンロード(PDF, 142KB)
⇒Overview、 ⇒WS-5、 ⇒WS-6、 ⇒WS-7、 ⇒WS-U、 ⇒オプション
FAQ ⇒FAQページへ

NOTE:

*1 With multi mode fiber
*2 only for standard range
*3 But not better than 5% of line width
*4 ±200 nm around calibration wavelength
*5 ±2 nm around calibration wavelength
*6 According 3σ criteria
*7 Without auto calibration usage
*10 For IR ranges: external reference needed, e.g.SLR1532
*11 The cw power interpretation in [μW] compares to an exposure of 1s (generally the energy needs to be divided by the exposure time to obtain the required power)
*12 μJ interpretation for pulsed lasers; cw signals need more power in [μW] since the exposure is limited at IR-II devices
*13 depending on device type
*14 200MHz for WS-6-200-IR-III
*15 Expect IR-II: >30 minutes warm-up time required. Otherw, until thermal and air pressure equilibrium is reached.
*16 WS-6-200-IR3のオプションはPIDとTTLのみとなります。
*IS/U7は、3nmの範囲で高感度になる他はWS-7の仕様と同程度となります。
*仕様は予告なく変更になる場合がございます

更新日2014年11月13日

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