Р.Бихери, AA Opto-electronics, www.aaoptoelectronic.com
Для реализации многих лазерных технологий, например при маркировке, необходимо контролировать падающую энергию, выбирая определенное количество импульсов. Это может быть реализовано с помощью устройства выборки импульсов (Pulse Picker*), работа которого, как правило, основана на акустооптическом методе. В статье рассмотрены различные параметры, которые необходимо учитывать при выборке оптических импульсов.
Короткие и сверхкороткие лазерные импульсы генерируются в виде импульсов с частотой повторения 10-100 МГц или более в лазерах с синхронизацией мод. Во многих применениях, например при лазерной маркировке, необходимо контролировать количество энергии, выбирая определенное количество импульсов. Это может быть реализовано с помощью устройства выборки импульсов (Pulse Picker), работа которого, как правило, основана на акустооптическом методе.*
Акустооптическое устройство выборки импульса представляет собой электрически управляемый оптический коммутатор, используемый для извлечения единичного импульса из последовательности генерируемых импульсов. В такой системе нет никаких механических движущихся частей и, таким образом, время отклика достигает порядка нескольких наносекунд.
Коэффициент затухания последовательных импульсов (CPER) и относительная эффективность (EFF)
В данной статье рассматривается вариант получения одного импульса. Для такого случая, фактически, необходимо рассматривать лишь два параметра производительности системы: длительность оптичеcкого строб-импульс (Tw), который обычно обеспечивается пользователем, и время нарастания/спада (Tr) в устройстве выборки сигнала. Эти параметры играют важную роль в производительности Pulse Picker и влияют на следующие параметры системы:
- Коэффициент затухания последовательных импульсов (CPER) - определяется как значение ослабления импульса, следующего за выбранным импульсом. Коэффициент может быть измерен как затухание, или просто как процент от невыбранного импульса
- Относительная эффективность (EFF) представляет собой значение амплитуды выбранного импульса и измеряется в процентах.
Время нарастания/спада (Tr)
В идеале время нарастания и спада (Tr) должно быть мало по сравнению с временем между двумя лазерными импульсами. Другими словами, устройство выборки импульсов должно быть достаточно быстрым, чтобы восстановить свою работу между двумя лазерными импульсами, а также быстро обнулиться до появления следующего импульса (рис.1). В табл.1 показано влияние на параметры CPER и EFF различных значений Tr. При этом считается, что Tw соответствует времени между двумя последовательно идущими импульсами T.
Таблица 1. Теоретические значения, показывающие влияние различных значений Tr на EFF и CPER, Tw = T
| Tr | l,S × T | l,2S × T | T | T/2 | T/3 | T/4 | T/S |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EFF, % | 55 | 6 | 77 | 99 | 100 | 100 | 100 |
| CPER, дБ / dB | 6,9 | 7,8 | 9,5 | 20,9 | 38 | Static ER | Static ER |
Примечание: Когда время нарастания Tr не достаточно мало, CPER ограничен динамическим поведением Pulse Picker, но когда время нарастания увеличивается, CPER ограничен статическим коэффициентом экстинкции (Static ER).
Оптический строб-импульс (Tw)
С другой стороны, оптический строб-импульс (Tw) должен быть достаточно широким, чтобы позволить устройству выборки импульса достичь максимальной эффективности. Тем не менее, больицашое значение Tw приводит к уменьшению CPER. В табл.2 показано, как изменяется относительная эффективность EFF и CPER под воздействием различной длительности строб-импульса Tw. В данном случае Tr=T/2.
Таблица 2. Теоретические значения, показывающие влияние различных значений Tw на EFF и CPER, Tr = T/2
| Tw | l,S × T | l,2S × T | T | 0,8 × T | 0,6 × T | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EFF (%) | 10 | 99,5 | 98 | 94 | 85 | ||
| CPER, дБ / dB | 9,4 | 14,4 | 21,1 | 27 | 34,3 |
Из табл.2 видно, что малое время нарастания увеличивает относительную эффективность, а также CPER. Тем не менее, выбор длительности оптического затвора связан с возникающим компромиссом между значениями EFF и CPER. Чем больше оптический затвор, тем выше будет эффективность устройства выборки импульсов, но и CPER будет ниже. Это происходит главным образом в случаях, когда время нарастания настолько мало, что достигает нижнего предела разрешения акустооптической технологии. При таких условиях только длительность оптического окна может быть использована в качестве параметра для оптимизации CPER.
Таблица 3. Характеристики моделей PPK AA Opto-electronics
| PPK модели PPK Models | Частота повто- рения лазер- ных импульсов, МГц Laser Repetition rate, MHz | Несущая частота, МГц Carrier frequency, MHz | Задержка, нс Delay Range, ns | Диапазон длитель- ности импульса, нс Pulse width range, ns |
|---|---|---|---|---|
| PPKAc250-B-34-20 | 75-85 | Адаптиро- вана к RR | 20 (0,1) | 20 (0,1) |
| PPKA250-B-34-20 | 40-75 | 250 | 25 (0,1) | 15 (0,1) |
| PPKS250-B-34-128 | 5-60 | 250 | 200 (1) | 56 (1) |
| PPKS200-B-34-128 | 5-55 | 200 | 200 (1) | 56 (1) |
| PPKS200-B-34-640 | 0,82-30 | 200 | 1 224 (5) | 56 (5) |
| PPKS80-B-34-640 | 0,93-20 | 80 | 1 080 (5) | 200 (5) |
AA Opto-electronics PPK драйвер
Даже несмотря на то, что коэффициент затухания последовательных импульсов и относительная эффективность могут быть оптимизированы, на производительность Pulse Picker могут оказывать влияние и другие факторы. Нестабиль-ности, возникающие от импульса к импульсу при извлечении единичного импульса, в основном встречаются при работе с лазерами с высокой частотой повторения (рис.2). Эта проблема возникает в основном из-за рассинхронизации между входными лазерными и строб-импульсами.
Для того, чтобы справиться с трудностями, упомянутыми выше, компания AA Opto-electronics разработала новый PPK драйвер (рис.3), обладающий следующими особенностями:
- Входной эталонный счетчик сигналов для синхронизации.
- Высокая стабильность от импульса к импульсу.
- Встроенный внутренний генератор высокой точности.
- Оптимизация CPER.
- Регулировка ширины оптического стробимпульса и времени задержки.
- Возможность определения соотношения для выборки.
- Автоматическая перезагрузка сохраненных параметров.
- Выходы: RS 232, USB, Bluetooth.
В статье рассмотрены различные параметры, которые необходимо учитывать при выборке оптических импульсов. Использование синхронизированного драйвера PPK от компании AA Opto-electronics обеспечивает упрощённую настройку систем, наилучшую оптимизацию параметров CPER (коэффициента затухания последовательных импульсов) и EEF (относительной эффективности), а также обеспечивает получение лучших результатов работы.
Компания "ОЭС Спецпоставка" представляет весь спектр продукции AA Opto-electronic на территории РФ и предлагает наиболее выгодные условия сотрудничества, полную техническую поддержку, а также поставку образцов. Получить дополнительную информацию Вы можете на сайте производителя AA Opto-electronic (www.aaoptoelectronic.com) или обратившись в компанию ОЭС Спецпоставка www.oessp.ru.
Компания IDQuantiqueпредставилаобновленную сверхпроводящую нанопроволокус квантовой эффективностью более 70% |
|
|
|---|---|---|
|
|
ID Quantique - один из мировых лидеров в области систем шифрования. Компания специализируется на производстве генераторов случайных чисел, безопасных дальномеров и научных приборов. Основными сферами применения продукции являются квантовая оптика, криптография и спектроскопия. Последняя новинка компании - однофотонный детектор ID280 на основе сверхпроводящей нанопроволоки. По своим параметрам эта система превосходит все имеющиеся на рынке аналоги. Основными особенностями установки являются:
|
Помимо сверхпроводящей нанопроволоки и электроники в комплектацию детектора входит все необходимое для его установки в криостате, включая гермопроходники, криогенные кабели и разъемы. Детекторы ID280 разработаны и производятся Шанхайским институтом микросистем и информационных технологий (SIMIT, CAS), который обладает собственными мощностями для производства сверхпроводников. ЖуковаМария, |
