Spektrumanalysator für die Laserentwicklung SWIR und MWIR: Nahes und mittleres Infrarot untersuchen

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Zwei optische Spektrumanalysatoren für die Laserentwicklung hat Yokogawa mit den Modellen AQ6375E und AQ6376E vorgestellt. Sie bedienen den nahen und mittleren Infrarotbereich.

Der optische Spektrumanalysator AQ6375E und sein Bruder der AQ6376E bedienen das nahe und mittlere Infrarot.
Der optische Spektrumanalysator AQ6375E und sein Bruder der AQ6376E bedienen das nahe und mittlere Infrarot.
(Bild: Yokogawa)

Die beiden optischen Spektrumanalysatoren AQ6375E und AQ6376E von Yokogawa sind gitterbasierte OSAs, die den SWIR-Bereich (Short-Wavelength InfraRed) über 2 µm und den MWIR-Bereich MWIR (Mid-Wavelength InfraRed) über 3 µm abdecken. Die Standard-Version des AQ6375E bietet einen Wellenlängenbereich von 1.200 bis 2.400 nm. Zusätzlich gibt es eine „Extended Wavelength Version“ von 1.000 bis 2.500 nm sowie eine Limited Version mit 1.200 bis 2.400 nm und einer reduzierten Wellenlängenauflösung. Das Modell AQ6376E verfügt über eine Wellenlänge von 1.500 bis 3.400 nm.

Beide Analysatoren verfügen über einen optischen Freistrahl-Eingang, der den Anschluss von Singlemode-Fasern für den SWIR- und MWIR-Bereich als auch Multimode-Fasern bis zu 400 µm am OSA ermöglicht. Die geringe Schwankung der Einfügedämpfung am Eingang erhöht die Wiederholbarkeit der Messung. Ein fehlender physischer Kontakt über die Anschlussfasern stellt sicher, dass diese nicht beschädigt werden. Außerdem ist eine integrierte Kalibrierquelle für die optische Ausrichtung und Wellenlängenkalibrierung enthalten.

Hohe optische Leistung

Eine hohe optische Leistung lässt sich aufrechterhalten, indem Abweichungen in der optischen Achse, die durch Vibrationen und Stöße verursacht werden, sowie Wellenlängenabweichungen aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur kompensiert werden. Für die Auswertung der Ergebnisse verfügen die beiden Analysatoren über integrierte Analysefunktionen. Mit ihnen lässt sich das optische Spektrum einer Vielzahl von optischen Systemen und Geräten charakterisieren.

Die AQ637xE verfügen über eine Luftspülfunktion, um eine weitere mögliche Fehlerursache auszugleichen. Hintergrund: Im SWIR- und MWIR-Bereich gibt es Wellenlängen, bei denen das Licht aufgrund von Wasserdampf und Kohlendioxid absorbiert werden kann und somit die Spektralmessung stören können. Über spezielle Anschlüsse auf der Rückseite des Gerätes kann der Monochromator kontinuierlich mit reinem Spülgas, wie Stickstoff, durchströmt werden. Dadurch können die AQ637xE den Einfluss von Lichtabsorptionen auf die Messung stark reduzieren.

Integrierte Analysefunktionen

Beugungslicht höherer Ordnung wird in allen Versionen, mit Ausnahme der „Limited Version“ AQ6375E-01, durch einen eingebauten Ordnungsfilter kompensiert. Der Monochromator erzeugt gebeugtes Licht höherer Ordnung, dessen Wellenlängen den ganzzahligen Vielfachen der Eingangswellenlänge entsprechen. Die eingebauten Filter reduzieren das gebeugte Licht höherer Ordnung und senken so seinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung. Für die Auswertung der Ergebnisse verfügen die Spektrumanalysatoren über integrierte Analysefunktionen. Sie charakterisieren das optische Spektrum von einer Vielzahl von optischen Systemen und Geräten. Dazu gehören WDM-Systeme, verschiedene Laser-Dioden, EDFA und Filter.

Die Analysefunktionen umfassen:

  • DFB-LD;
  • FP-LD;
  • LED;
  • Spektralbreite (Peak/Notch);
  • SMSR;
  • optische Leistung;
  • WDM (OSNR);
  • EDFA (Gain und NF);
  • Filter (Peak/Bottom) und
  • WDM-Filter (Peak/Bottom).

Mit dem Anwendungsmodus (APP) verwandelt die optischen Spektrumanalysatoren in ein Prüfgerät für ein zu testendes Prüfobjekt (DUT). Der APP-Modus bietet eine DUT-spezifische Benutzeroberfläche. Damit kann der Anwender leicht von den Konfigurationseinstellungen zu den Prüfergebnissen gelangen, ohne sich mit der Vielzahl der OSA-Einstellungen vertraut machen zu müssen. Auf den AQ637xE sind mehrere Basisanwendungen wie WDM-Test, DFB-LD-Test und FP-LD-Test vorinstalliert. Ein Assistent führt den Benutzer durch Einrichtungsprozess für spezifische Messungen und Analysen.

Touch-Display und Tasten für häufig genutzte Funktionen

Neue oder zusätzliche Testanwendungen werden auf der Yokogawa-Website zum Download bereitgestellt und können den AQ637xE durch kommende Firmware-Updates hinzugefügt werden. Bedient werden die beiden Analysatoren über einen kapazitiven 10,4-Zoll-Multitouch-LC-Display. Für die Anwender sind Analysen und das Ändern der Ansicht des optischen Spektrums ähnlich einfach wie die Bedienung eines Tablets.

Ergänzt werden die Messgeräte durch Hardware-Tasten für häufig verwendeten Funktionen an der Front. Dazu gehören Tasten für:

  • die Sweep-Steuerung (Auto/Single/Repeat/Stop),
  • die Auflösungseinstellung und
  • die Empfindlichkeitseinstellung.

Die AQ637xE verfügen außerdem über USB-Anschlüsse, die mit einem USB-Speichergerät, einer Maus und einer Tastatur kompatibel sind. Daten und Screenshots können im internen Speicher oder auf einem USB-Speicher abgelegt werden, um Prüfberichte zu erstellen. Durch den Anschluss einer Maus oder einer Tastatur an den USB-Anschluss können die AQ637xE wie ein PC bedient werden. Der Standard-LAN-Anschluss ermöglicht den Zugriff auf die im internen Speicher abgelegten Dateien sowie die Fernaktualisierung der Firmware über einen PC. Die APP-Funktion unterstützt eine Fasermikroskop, mit dem der Anwender die Qualität der Oberfläche des Fasersteckers überprüfen kann.

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