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技術(shù)分享|玩轉NKT多波長(cháng)濾波器SELECT

2022-06-24

設備簡(jiǎn)介

SELECT是超連續譜光源配套的即插即用的多波長(cháng)可調濾波器,采用聲光可調濾波技術(shù)(AOTF)。它可以從超連續譜光源的發(fā)射光譜中選擇和調諧任意波長(cháng),外觀(guān)如圖1所示▼

圖1.SELECT濾波器外觀(guān)

SELECT可以選配不同波長(cháng)的AOTF晶體,這些晶體可以過(guò)濾白光光源發(fā)射光譜400到2000納米的波長(cháng)。每個(gè)濾波器可以配置1-2塊AOTF晶體,通過(guò)搭配不同波段的晶體,可以滿(mǎn)足不同使用人員對波段的不同需求。表1是可選的雙晶體組合方式▼

注意:在帶寬擴展的情況下,由于SELECT中的二色反射,會(huì )使波段間出現間隙,原有的波段會(huì )有一定損失。

控制軟件介紹

打開(kāi)control軟件,點(diǎn)擊連接按鈕后,軟件自動(dòng)識別出系統中連接的設備,并在左側設備列表中顯示,選中SELECT設備后,可以看到控制面板中出現通道選擇部分和光譜示意圖,界面信息見(jiàn)圖2,圖3所示▼

圖2.control控制軟件完整界面

圖3.control控制軟件操作界面

共有8個(gè)通道可供選擇打開(kāi)或者關(guān)閉,鼠標在數字上點(diǎn)擊,數字變成綠色就是打開(kāi)了此通道,可以單通道使用,也可以多通道同時(shí)輸出使用。第一欄百分比數值指的是RF驅動(dòng)功率的百分比,第二欄是選擇的輸出波長(cháng),可以鍵盤(pán)輸入,也可以直接在光譜圖上拖動(dòng)帶有數字的滑塊進(jìn)行功率和波長(cháng)的設置。如圖4所示▼

圖4.波長(cháng)設置界面

在只配備一個(gè)RF驅動(dòng)器時(shí),當RF開(kāi)關(guān)為打開(kāi)狀態(tài)下,選擇晶體下拉菜單是鎖定狀態(tài),此時(shí)不能切換晶體,只有將RF開(kāi)關(guān)關(guān)閉才能切換晶體,切換后再將RF開(kāi)關(guān)打開(kāi)就可以正常出光了。如圖5所示▼

圖5.晶體切換方法

快速波長(cháng)轉換模式,這個(gè)模式下可以預設4組不同波長(cháng)輸出的組合參數,通過(guò)選擇頁(yè)簽到來(lái)達到快速轉換輸出波長(cháng)組合的方式,如圖6所示▼

圖6.快速波長(cháng)轉換功能

波長(cháng)掃描功能:通過(guò)設置波長(cháng)范圍,步進(jìn)量,出光持續時(shí)間,這些參數來(lái)達到波長(cháng)單次或者多次掃描的目的,如圖7所示▼

圖7.波長(cháng)掃描功能

雙晶體同時(shí)應用的方法

SELECT工作時(shí)需要外接RF信號,一般來(lái)說(shuō)兩個(gè)晶體不能同時(shí)使用,如果想同時(shí)使用的話(huà)可以配備2個(gè)驅動(dòng)器,如圖8系統所示,將驅動(dòng)器1的RF OUT口和驅動(dòng)器2的RF OUT口分別接入SELECT的RF IN 1和RF IN 2即可。

圖8. 雙晶體同時(shí)工作時(shí)需要配置2個(gè)驅動(dòng)器

SELECT的輸出特性

AOTF晶體輸出的光束是有旁瓣的,由于旁瓣的空間分布與主峰不同,所以通??梢酝ㄟ^(guò)在光路中插入一個(gè)小孔徑光闌,或者耦合到單模光纖后輸出,對光束進(jìn)行空間濾波。

空間光輸出時(shí):為了優(yōu)化輸出光束的質(zhì)量,通過(guò)一個(gè)小孔徑光闌對其進(jìn)行濾波。圖9顯示了單個(gè)AOTF通道的光譜輸出與孔徑大小的函數關(guān)系。無(wú)孔時(shí),主峰兩側各有多個(gè)側葉。減小孔徑的大小會(huì )降低旁瓣的功率。功率先在外瓣下降,然后在內瓣下降,最后在主瓣下降。

在實(shí)際應用中,一階旁瓣的功率與主峰的功率是耦合的,因此在不顯著(zhù)降低主峰功率的情況下,阻斷一階旁瓣是不可能的。最佳孔徑出現在主峰和一階旁瓣透射時(shí),而高階旁瓣受到很大的削弱。

圖9.不同孔徑的光闌與輸出光譜的關(guān)系

光纖耦合輸出:將傳導光纖通過(guò)CONNECT連接到 SELECT輸出口上,這時(shí)單模光纖作為一個(gè)空間濾波器。在這種情況下,旁瓣也能獲得很好的抑制,抑制深度將取決于傳輸光纖的數值孔徑。

RF驅動(dòng)功率問(wèn)題:SELECT的射頻功率是需要考慮的一個(gè)重要因素。隨著(zhù)射頻功率的增加,所選波長(cháng)的中心峰值逐漸增加到一個(gè)點(diǎn)。超過(guò)這一點(diǎn),增加射頻功率會(huì )導致旁帶功率增加,而不是中央峰值功率。如圖10所示,超過(guò)中心峰值不增加的射頻功率電平稱(chēng)為最佳射頻功率▼

圖10.RF射頻功率對輸出光譜的影響

在圖10中,紅色曲線(xiàn)是最優(yōu)的,而綠色和藍色曲線(xiàn)是當射頻功率水平超過(guò)最優(yōu)時(shí)的結果。旁帶功率增大,中心峰幅值反而減小??傊?,邊帶和中心峰值之間的功率比由所選配置和運行參數決定。例如,所選擇的波長(cháng),射頻功率和所使用的射頻電纜長(cháng)度。

值得注意的是,在軟件設置選項中輸出晶體的RF功率模式都要選擇Normal模式,圖11所示,這個(gè)模式已經(jīng)在NKT工廠(chǎng)進(jìn)行了上述射頻功率曲線(xiàn)矯正優(yōu)化,除非要交換某些硬件,否則不需要進(jìn)一步優(yōu)化。只有當一個(gè)新的AOTF晶體或新的外部RF驅動(dòng)器被添加到SELECT時(shí),才使用Overdrive模式。在這些情況下,在工廠(chǎng)設置的最佳射頻功率校準曲線(xiàn)不再有效,可能需要進(jìn)行新的校準。

圖11.RF工作模式要選擇Normal模式

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以上為本期關(guān)于SELECT的小知識,歡迎大家指正交流。

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