NT240-Serie mit breit abstimmbaren gepulsten kHz-DPSS-Lasern

Das Basis-OPO deckt den gesamten Bereich von 210–2600 nm nicht allein ab. Sein Signalausgang deckt 405–710 nm ab und sein Idler-Ausgang 710–2600 nm, während der UV-Bereich durch optionale Frequenzkonversion bereitgestellt wird: -SH für 210–300 nm, -SF für 300–405 nm oder -SH\/SF für den kombinierten Bereich von 210–405 nm. Ein entsprechend konfiguriertes System kann daher eine lückenlose, freihändige Abstimmung über den gesamten angegebenen Bereich bereitstellen. Automatische Wellenlängenscans sind programmierbar, wodurch manuelle Justagen bei Multiwellenlängen-Messungen reduziert werden. Wenn ein Experiment den Übergang vom UV- in den sichtbaren oder infraroten Bereich erfordert, sollte die benötigte Erweiterung bei der Festlegung von Bestellcode und optischem Aufbau angegeben werden.

Die maximale OPO-Pulsenergie ist mit 450 µJ angegeben, dieser Wert sollte jedoch nicht als konstant über den gesamten Abstimmbereich betrachtet werden. Der optionale SH-Ausgang ist mit maximal 40 µJ spezifiziert, während die SF- und kombinierten SH\/SF-Konfigurationen mit bis zu 60 µJ Spitzenwert angegeben sind. Die tatsächliche Energie variiert mit Wellenlänge, Pumpoptimierung und dem individuellen Verhalten des Systems. In der Praxis sollte das Experiment auf die minimale nutzbare Energie bei den relevanten Wellenlängen ausgelegt werden und nicht allein auf den Spitzenwert. Der Dynamikbereich des Detektors, die Fluenz der Probe und die Dämpfungsanforderungen sollten über den geplanten Scan hinweg geprüft werden.

Im Signal- und Idler-Betrieb liegt die Linienbreite unter 5 cm⁻¹, und der minimale Abstimm-Schritt beträgt 1 cm⁻¹. Im frequenzkonvertierten Bereich von 210–405 nm liegt die Linienbreite unter 8 cm⁻¹, und der minimale Abstimm-Schritt beträgt 2 cm⁻¹. Diese Werte unterstützen wellenlängenselektive Spektroskopie, allerdings variiert das entsprechende Wellenlängeninkrement in Nanometern über das Spektrum, da der Steuerungsschritt in Wellenzahlen angegeben wird. Die Pulsdauer von 3–6 ns eignet sich zudem für Experimente, die eine Anregung im Nanosekundenbereich statt kontinuierlicher Beleuchtung erfordern. Wenn eng beieinanderliegende Merkmale aufgelöst werden sollen, vergleichen Sie die spektrale Struktur der Probe bei der vorgesehenen Wellenlänge sowohl mit der Linienbreite als auch mit dem Abstimm-Schritt.

Der Fernbetrieb ist über das Tastenfeld oder einen angeschlossenen Computer möglich, und automatische Wellenlängenscans lassen sich programmieren. Als Schnittstellen stehen USB, RS232, LAN und WLAN zur Verfügung, wobei die Protokollverfüg­barkeit von der bestellten Konfiguration abhängt; verfügbare Methoden sind unter anderem REST API und die Steuerung per ASCII-Befehl. So lässt sich der Laser ohne manuelle Wellenlängenänderungen mit Detektoren, Verschiebetischen oder Erfassungssoftware koordinieren. Entwickler sollten die erforderliche Schnittstelle und die passende Befehlsmethode bestätigen, bevor sie die Steuerungsarchitektur final festlegen. Der Integrationsplan sollte außerdem Scan-Abschluss, Fehlerbehandlung und Synchronisation innerhalb des gesamten Experiments berücksichtigen.

Die Ausgangspolarisation hängt vom aktiven Zweig ab: Das Signal ist horizontal polarisiert, während der Idler und die frequenzkonvertierten SH-/SF-Ausgänge vertikal polarisiert sind. Der typische Strahldurchmesser beträgt bei 450 nm 3 × 4 mm, gemessen auf dem 1/e²-Niveau, und kann mit der Pump-Pulsenergie variieren. Die optionale Faserkopplung deckt 350–2000 nm ab, während die Dämpferoption 210–2600 nm abdeckt; separate Ausgänge für 1064, 532 und 355 nm sind ebenfalls verfügbar. Die nachgeschaltete Optik muss daher auf Wellenlänge, Polarisation und Fluenz jedes geplanten Ausgangspfads abgestimmt werden. Eine Faserübertragung kann nicht für den gesamten Abstimmbereich von 210–2600 nm vorausgesetzt werden.

Das System benötigt 100–240 V AC, einphasig bei 50/60 Hz, und verbraucht weniger als 1,5 kW. Empfohlene Umgebungsbedingungen sind 18–27 °C und 20–80 % relative Luftfeuchtigkeit ohne Kondensation, bei einer Reinraumklassifizierung von mindestens ISO-Klasse 9. Bei der Installationsplanung sollten Belüftung sowie Platz für die Lasereinheit mit 456 × 1040 × 297 mm, das Netzteil mit 520 × 400 × 286 mm und den luftgekühlten Chiller mit 430 × 360 × 176 mm berücksichtigt werden. Eine 3 m lange Versorgungsleitung verbindet die Geräte, und die Laserlänge kann je nach Konfiguration bis zu 1233 mm betragen. Eine durchgehende Netzversorgung ist erforderlich; ein Ausfall von mehr als einer Stunde kann eine Aufwärmphase von mehreren Stunden nach sich ziehen.

Mit 1000 Hz eignet sich der breit abstimmbare gepulste kHz-DPSS-Laser der NT240-Serie für Experimente, die von wiederholter Nanosekundenanregung und automatisierten Wellenlängensweeps profitieren. Die Pulsdauer von 3–6 ns und der breit konfigurierte Abstimmbereich passen zu fotoakustischer Mikroskopie, laserinduzierter Lumineszenz, Pump-Probe-Spektroskopie, zeitaufgelöster Spektroskopie, Photobiologie, Kalibrierung und Fernerkundung. Ob das System geeignet ist, hängt weiterhin davon ab, ob die verfügbare Pulsenergie bei der gewählten Wellenlänge genügend Signal erzeugt, ohne die Fluenzgrenze der Probe zu überschreiten. Der optionale Dämpfer kann helfen, die abgegebene Energie zu kontrollieren, während die Faserkopplung die Strahlführung im Bereich von 350–2000 nm vereinfachen kann. Bei der Systemauswahl sollten Wellenlängenbereich, Energie pro Puls, Detektorbandbreite und Scanrate gemeinsam bewertet werden.

Die konfigurierte NT240-Serie ist ein Laserklasse-4-System mit sichtbarer und unsichtbarer Nanosekundenstrahlung über einen möglichen Bereich von 210–2600 nm. Die Ausgänge können bis zu 450 µJ pro Puls erreichen, und optionale feste Harmonische-Ausgänge können zusätzlich Strahlen bei 1064, 532 oder 355 nm bereitstellen. Die Installation erfordert daher eine standortspezifische Lasersicherheitsbewertung, die direkte, reflektierte und gestreute Strahlung aller aktivierten Ausgänge berücksichtigt. Schutzbrillen, Strahlgehäuse, Strahlfallen und Zugangskontrollen müssen auf die tatsächlich verwendeten Wellenlängen und Pulsbedingungen abgestimmt werden. Die Sicherheitsmaßnahmen sollten jedes Mal überprüft werden, wenn sich die Konfiguration der Wellenlängenkonvertierung oder der Strahlführung ändert.