Menu

Menu

Block Engineering与Alpes Lasers外腔激光器的对比

美国Block Engineering和瑞士Alpes Lasers都是在激光器领域具有专业技术的公司,二者都是以研发和生产高性能、高稳定性量子级联激光器QCL为主。

外腔激光器(External-cavity Laser, ECL)是一种精密的激光光源,与传统的单片式半导体激光器(也称为内腔激光器或分布反馈激光器DFB)不同,外腔量子级联激光器(外腔QCL)的光学谐振腔不完全限定在激光二极管内部,而是通过外部的反射元件(如Littrow结构光栅、反射镜等)延长了光波的往返路径,形成一个更长的光学谐振腔。这种设计使外腔量子级联激光器(外腔QCL)允许更高的精度控制激光输出特性,特别是线宽调谐。由于腔长可以大幅度调整,并且通过精密的可调光学元件(如音圈驱动的可变Littrow结构光栅),外腔激光器能够实现较宽的波长调谐范围,这对于科研、光谱分析和某些通信应用非常重要。美国Block Engineering的外腔激光器EC-QCL和瑞士Alpes Lasers的Alpes ECLK外腔激光器套件都具有宽光谱可调性。

Block Engineering与Alpes Lasers外腔激光器的对比

Block Engineering外腔激光器

Block Engineering与Alpes Lasers外腔激光器的对比

Alpes Lasers外腔激光器开放视图

外腔式激光器EC-QCL与Alpes ECLK对比如下

 

EC-QCL

Alpes ECLK

光谱响应

5.4-12.8μm

3.2μm~13.7μm

平均功率

0.1-6mW

>2mW(低功率);>40mW(高功率)

调谐范围

0.65μm-2.9μm

0.6μm-2.58μm

组成部分

宽带QCL芯片

Littrow结构光栅,带后抽吸

量子级联激光器(QCL)增益芯片、

Littrow结构光栅调谐扩展光腔、

激光驱动电子设备

Alpes Lasers TC-3温度控制器

图形用户界面软件

Block Engineering与Alpes Lasers外腔激光器的对比

Alpes Lasers外腔激光器套件的可用波长范围

Block Engineering和Alpes Lasers外腔激光器都带有Littrow结构光栅,通过调整光栅的方向可以调整激光输出的波长。Alpes ECLK与Alpes Lasers系列的宽增益QCL兼容,因此通过选择不同的宽增益量子级联激光器QCL可实现不同的波长范围。Alpes Lasers可调谐高达其中心波长的25%。增益介质以抗反射(AR)涂层法布里-珀罗腔的形式制备,焊接到氮化铝底座和铜载体上。温度由散热器组件主动调节,该组件包括热电元件和水冷,以改善散热。激光器由Alpes Lasers公司的S-2脉冲驱动器驱动。图形用户界面允许自动波长调谐。后面光束用非球面准直镜镜头对准安装在电动旋转台上的衍射Littrow结构光栅。一阶衍射光束被反馈到增益芯片中。通过旋转Littrow结构光栅来调谐激光频率。前面(输出)光束由另一个非球面准直器准直,并在通过直径1英寸的AR涂层输出窗口后在试剂盒的前部收集。为了提高性能,该试剂盒可以在净化气体环境中操作。用于水冷却和气体净化的电连接器和插头位于ECLK的后面板上。Block Engineering外腔激光器EC-QCL将QCL芯片集成到外部腔体(EC)中可实现更精细的波长控制,外部腔体使用QCL芯片外的至少一个反射面作为光腔的一部分。这样就可以在光腔中加入衍射光栅,提供波长选择和宽调谐范围。

Block Engineering与Alpes Lasers外腔激光器的对比

Block Engineering外腔式激光器的工作原理图

每个Block Engineering的EC-QCL包含4个tuner,即4个QCL芯片,是LaserTune的引擎。OCL的外腔为Littrow结构,带后抽吸。光栅元件充当调谐元件,光的角度选择了衍射光的波长,选定的波长耦合回QCL芯片,并产生一个单一波长的激光。而Alpes Lasers 的ECLK可选择12种QCL芯片,可覆盖3.2μm~13.7μm的波长范围。相比于Alpes Lasers外腔量子级联激光器而言,Block Engineering的外腔QCL的功率更低,但是Alpes Lasers的大功率激光器对中国是禁售的状态,比如BG7.3-10.2这个型号。此外BLock 能搭配原厂的MCT探测器,知道激光波长,设置好延迟可以同步输出光谱范围,比较方便的获得待测样品的红外吸收光谱,这一点得到了多个客户的认可。Block的调谐速度快,线扫速率 > 25 cm-1/ms。

不过,有点遗憾的是,Alpes Lasers 的ECLK目前尚未上市销售,厂家目前正在开发具有改进性能的更新版本,预计将于2024年第三季度推出。对此,大家可以提前期待一下。