NT270-serie afstembare DPSS-lasers voor het NIR-MIR-bereik

Het standaard afstembereik van de NT270 is 2500–4475 nm, wat overeenkomt met ongeveer 4000–2235 cm⁻¹. Wanneer golflengten handmatig vanaf een pc worden ingevoerd, is de minimale afstemstap 1 cm⁻¹; via het toetsenpaneel is de opgegeven afstemresolutie 1 nm. Gemotoriseerde afstemming en automatisch scannen maken het mogelijk een meetreeks uit te voeren zonder fysieke afstelling van de OPO. Voor spectroscopie moet de beoogde absorptieband daarom worden getoetst aan zowel het golflengtebereik als de vereiste spectrale stapgrootte. Een aangepaste infraroodconfiguratie tot 12 µm is bespreekbaar, maar de exacte uitgangsparameters moeten voor de beoogde golflengte worden bevestigd.

Bij 3000 nm bedraagt de typische idler-uitgang van de NT277 80 µJ per puls, met een pulsduur van 5–7 ns en een herhalingsfrequentie van 1000 Hz. Een eenvoudige berekening geeft op dat referentiepunt een nominaal gemiddeld optisch vermogen van 80 mW en een pulsvermogen van ongeveer 11–16 kW wanneer de energie door de opgegeven duur wordt gedeeld. Deze berekende waarden houden geen rekening met pulsvelopeffecten of verliezen in de downstream-optica. De uitgangsenergie verandert over het afstembereik, dus 80 µJ mag niet als universele waarde voor elke golflengte worden gebruikt. Het detectiebereik, de monsterblootstelling en de verzwakking moeten worden gedimensioneerd op basis van de vereiste bedrijfsgolflengte en een passende technische veiligheidsmarge.

De standaardwerking biedt een lijnbreedte van minder dan 10 cm⁻¹. Er is een optie met hogere energie beschikbaar met een lijnbreedte van 10–150 cm⁻¹ over het bereik van 2500–4475 nm, en de modus met smalle lijnbreedte kan niet met die optie worden gebruikt. De keuze is dus een directe afweging tussen spectrale selectiviteit en een configuratie met hogere energie. Metingen die bedoeld zijn om dicht bij elkaar liggende absorptiekenmerken te onderscheiden, geven doorgaans de voorkeur aan de smallere modus, terwijl experimenten die vooral door pulsenergie worden bepaald, beter bij het alternatief kunnen passen. De pulsenergie bij elke beoogde golflengte moet tijdens de configuratie worden bevestigd, omdat deze afweging afhankelijk is van de golflengte en niet met één universele waarde kan worden weergegeven.

De OPO-idler is verticaal gepolariseerd en heeft een typische bundeldiameter van 4 mm bij de golflengte die is gebruikt voor de specificatie van de pulsenergie bij 3000 nm. De bundeldiameter is gedefinieerd op het 1/e²-niveau en varieert met de golflengte, dus openingen en focusoptiek mogen niet uitsluitend op een vaste waarde van 4 mm worden ontworpen. De 1064 nm-pompuitgang is beschikbaar via een aparte poort, met een typische pulsenergie van 1,9 mJ, een pulsduur van minder dan 10 ns en een Gaussische fit van meer dan 90%. De stabiliteit van de pomppulsenergie bedraagt minder dan 0,5% standaardafwijking. Voor beide bundelpaden zijn op de golflengte afgestemde optiek, verzwakking, detectie en laserveiligheidsmaatregelen van klasse IV vereist.

De gemotoriseerde afstemming kan worden bediend via het lokale toetsenpaneel of een pc, en automatische golflengtescans worden ondersteund. Beschikbare interfaces zijn USB, RS-232, LAN en WLAN, al hangen de beschikbare interface en het protocol af van de gekozen configuratie. Invoer via de pc biedt een afstemstap van 1 cm⁻¹, terwijl het toetsenpaneel een resolutie van 1 nm gebruikt. De gekozen aansturingsmethode beïnvloedt dus hoe een scan wordt geprogrammeerd. Meegeleverde pc-drivers ondersteunen software-integratie. Bepaal vóór bestelling welke interface, aansturingsmethode, scansequentie en synchronisatie met detectoren of acquisitiehardware op de pulsfrequentie van 1 kHz vereist zijn.

De NT277 is luchtgekoeld en vereist geen watercircuit. Het systeem is bedoeld voor ruimtetemperaturen van 18–27 °C, een relatieve luchtvochtigheid van 20–80% zonder condensatie en een ruimtezuiverheid van minimaal ISO-klasse 9. De elektrische ingang is 100–240 V AC, enkelfasig, 50/60 Hz, met een opgenomen vermogen van minder dan 0,5 kW. De laserunit meet 305 × 701 × 270 mm, de voeding meet 449 × 376 × 140 mm en de verbindingskabel is 2,5 m lang. Houd bij de installatieplanning rekening met luchtcirculatie, kabelrouting en servicetoegang rond beide units.

Het systeem moet continu op de netspanning aangesloten blijven. Als de netspanning langer dan één uur wegvalt, is een opwarmperiode van enkele uren nodig voordat de laser in gebruik kan worden genomen. Dit heeft gevolgen voor de faciliteitenplanning, omdat na een langere stroomonderbreking niet direct met metingen kan worden gestart. Laboratoria met strikte beschikbaarheidseisen moeten deze opwarmvertraging opnemen in hun werkprocedures en bepalen hoe geplande uitschakelingen worden beheerd. Elke noodstroomvoorziening moet worden gedimensioneerd voor het opgegeven ingangsbereik en vermogensverbruik en worden getoetst aan de eisen van de locatie op het gebied van laserveiligheid en elektrische installaties.

De NT270-serie is bedoeld voor s-SNOM, vibratiespectroscopie van afzonderlijke moleculen, infraroodspectroscopie en gasspectroscopie. Het standaard golflengtebereik komt overeen met ongeveer 2235–4000 cm⁻¹, dus de eerste selectiestap is te controleren of het relevante moleculaire of materiaalkenmerk binnen dit gebied valt. Daarna moeten de vereiste lijnbreedte, de pulsenergie bij de exacte golflengte, de detectorrespons en de compatibiliteit van coatings, vensters en vezels met de infraroodband worden beoordeeld. Voor scanmetingen kunnen de herhalingsfrequentie van 1 kHz en de gemotoriseerde afstemming geautomatiseerde acquisitie ondersteunen. De totale systeemprestaties blijven echter afhangen van de focusoptiek, de interactie met het monster, de detectiebandbreedte en de timingintegratie.