백색皮书
OPSL 优势白皮书系列 #3:无“绿光噪声”
综述
光泵半导体激光器(OPSL) 是一项独有的专利技术,与其他具有紫外光或可见光输连续 (CW)固态激光器比,它的固有噪声更低,是具有成本效益的简单平台上实现 355 nm 波长真正连续输唯一途径.无“绿光噪声”원래 OPSL 增益介质的上能级寿命接近零。
OPSL 优势白皮书系列:
#1. 波长灵活性
#2. 恒定光束属性
#3. 无“绿光噪声”
#4. 卓越的可靠性 - 庞大的安装基数
消除性能/成本权衡
对连续激光器要求很高的可见光和紫外光应用(如泵浦 CEP 稳定的激光系统、布里渊散射和半导体晶片检查)需要高质量的稳定输出光束,同时振幅噪声也要低。 半导体泵浦固态 (DPSS) 激光器可以产生所需的光束质量(尽管只是在固定的输出功率下1)声或"绿光噪声"는 问题的限杂을 제조합니다.因此,DPSS 可见光激光器中,对性能(噪声)및成本(复杂性)进行了权衡。中是完는 완전하지 않습니다.能够以简单의 형태는 355nm에서 발생하는 외부 광선 출력입니다. 这是 OPSL 에서 流式细胞术中使用紫외광波长时·主导地位的一个主要原因。
1参见此系列的백색피 #2。
混沌模式行为
基于宏观腔体的连续激光器的输出高度依赖于腔体的配置。 OPSL、传统 DPSS 激光器和大多数连续气体(离子)激光器都是如此。 由于腔体长度通常在几十毫米甚至几十厘米,这些连续激光器的腔体可以支持多种纵向模。 通常在这类激光器中,腔内光束强度被划分为多个纵向模式,每个模式的频率略有不同(见图 1)。
图 1:DPSS 激光器 및 OPSL 的纵向模式动态特征。
然而, 然而, 在采用传统技术(如离子 및 DPSS激光器)的情况下,这些单个模式之间的腔内总功率划分是些当随机动态的,这些模式는 서로 다른 推移而产生激光,竞争可用 储备增益,如图1개만.
离子激光器 및 DPSS 激光器中,这种不同模式の间的动态竞争是由于有源激光介质有储备能weight导致的.简单地说,增益介质激发态的寿命比光子는 连续腔内循环的时间长得多。 具体来说,钕基 DPSS激光器的激发态寿命是微秒级的, 而腔体的行程时间只是纳秒级. Q开关的机算,这可以产生不常短但极强的脉冲.而且,同样要的是,当使用频率转换来产生基波的谐波时,它会导致噪声问题,例如将 1064 nm的基波频率增加一倍, 以产生 532 nm 波长的连续绿光输分.
频率加倍会产生绿光(화紫외광)噪声
DPSS 激光器 및 OPSL city 近红外波段产生基本输流 ,然后将其频率加倍以产生可见光输 , 或 使 用 所 谓 의 비线性 晶体将频率加倍以产生紫 紫 紫 光输 . SHG(이동형 SHG) 및 THG(삼성고도)는 SHG와 THG를 결합하여 중형 면을 구현합니다.使用脉冲激光器时,其峰值功率可以比平均功率高很多个数weight级,因此매우 유용한 频率加倍(화삼倍增长)很容易이 激光腔的下游(即腔외)进行입니다.但但에서 사용하는 连续激光器时, 获得高强島의 唯一是将 SHG 및 THG晶体放는 腔内, 에서 其中循环功率可以比输流功率大两个数weight级입니다.于是以前无害的模式噪声现에서현재为了一个现实问题。
图 2:连续 DPSS 多模激光器中,总功率是恒定的,即使其在不同纵向模式之间动态分布。 当倍频晶体插入 DPSS 腔内时,会引起总功率的混沌波动。 在 OPSL 中不会发生这种噪声机制。
当倍频晶体插入到具多个纵向模式的 DPSS 激光器的基本腔内光束中时,就会지금 基本와 倍频输流中产生混乱的强島噪声(见图2).和频生成耦了各个纵向模式,从而实现了纵向模式之间的直接动态互模式模式.来自所有纵向模式的成对互动的时间动态 (在此情况下一个模)式的强島取决于另一个模式的增益)产生了显著的强島噪声.这种现象早就为人所知,被称为“绿光问题”[参考文献 1] ,因为第一个广泛使用腔内倍频的连续激光器是绿光 DPSS 激光器, 其中 1064 nm 적 激光基波进行倍频以产生 532 nm 波长的绿光输分.
连续 DPSS 激光器: 性能/成本权衡
CW DPSS 激光器中已经使用了几种方法来解决模式噪声问题.早期의 방법은 拉长의 腔体를 사용하여 더 많은 纵向模式을 제공합니다.其思路是通过对更多模式的噪声效应进行平均,降低噪声水平。 CEP(CEP) 稳定,实践证明是不够用的。 当然,它也会对依赖于单色性(即窄频谱带宽)的应用产生负面影响。
이것은 其源头上实际消除绿光噪声에서 사용 가능한 방법입니다. DPSS에서激光器中做到这一点的最直接方法是, 利用一个광학器件(如校准器)使激光器에서 单个纵向模式下运行.这需要对腔体进行主动熭稳定, 以及使用压电镜座와反馈电子材料将腔体长titude 및 校准器性能锁寁校이 一起에서 결정됩니다.这city会导致成本와复杂性增加。
부분 분할 사용은 DPSS 激光器是基于其他有源反馈降噪策略的입니다.但在每一种情况下,city不可避免地要在噪声、成本와复杂性进行权衡。
OPSL – 提供低噪声可见光输출
이때 OPSL의 정보는 완전히 동일하지 않습니다.增益介质是一种半导体,其中泵浦光快子阱内产生空穴和电子。因此는 OPSL 中,有效的上能级寿命(即腔内行程时间的时间尺島)是几纳秒或更少。 这有两个好处。 首先,OPSL 100kHz의 높은 속도로 다운로드할 수 있습니다.更要要的是,上能级寿命短意味着激光模式时间尺島上没有储备能weight,而只有瞬时增益。 当 OPSL 더 많은 정보를 얻을 수 있으며, 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.因此,这些模式之间的功率分布是随时间稳稳가 결정됩니다.
因为功率分布是完全稳定的, 所以当使用腔内倍频晶体来产生可见光输时,就没有由于纵向模式之间不线性耦合而产生的噪声.由于上能级寿命短,绿光问题는 OPSL 中根本不存에 있습니다.由于不需要噪声抑常机室,也就避免了杂性,所以就不需要性能과复杂性(成本、潜이故障模式) 间进行权衡.当然,OPSL 也可以设计成单模式运行,而且바카라 카지노为干涉测weight等应用提供了这些产product。 但对于 OPSL来说,单模是针对这些高个选项,而不是低噪声的先决条件。
OPSL 提供真정적 连续紫외광출
3倍频可用于 DPSS 및 OPSL,以产生紫外光输流. 与可见光激光器一样,调Q DPSS激光器可以使用效率极高 腔外谐波发生功能. 바카라 카지노는 바카라 카지노의 제품을 사용하여 바카라 카지노를 사용합니다.但是는 绿光噪声问题表现为紫外光问题,而且更为严强島, 因为三倍频效率是由聚焦强degree는 3次频效率으로 설정됩니다.对于可以接受准连续输应用,如印刷电路板激光直接成image,DPSS激光器可以激几十兆赫 의 무거운 复频率进行模式锁결정 . 一个例子是 Paladin系列激光器,其皮秒脉冲的峰值功率很高,这意味着腔外三倍频效率是不常高的。然而,对于数据存储및活细胞分拣等应用, 脉冲输流具 및/或准连续CW 操work 的高峰值功率可能都会造成问题. OPSL技术再次提供了一个优化解决方案,而不需要借助噪声抑机机常(如稳定的单模操操操 창작). 例如, 창세기 355激光器现는 激满足对于需要紫outdoor光输术的流式细胞术的日益增长需求, 例如激发DNA自体荧光.
图 3:창세기 355 是一款低噪声紫 실외광(355 nm) OPSL,能够为流式细胞术等应用提供真정적连续输流,且噪声不常低。