Zwei Diodenlaser DL100 mit Modulen im 19"-Rackgehäuse
DL100 | DL110
Präzise Ansteuerung von Diodenlasern und die Messwerterfassung
Die Serie DL100 / 110 stellt Module für die präzise Ansteuerung von Diodenlasern und die Messwerterfassung bereit.
Die einzelnen Module der Serie werden in das DC100 / 110-Rack eingesteckt, welches in verschiedenen Versionen mit unterschiedlicher Breite und Höhe erhältlich ist.
In der Regel werden die Module DC (Stromversorgungs- und Überwachungsmodul), DCC (Diodenstrom-Regelung) und DTC (Temperatur-Regelung) benötigt, je nach Anwendung aber auch weitere Module.
Dieses Modulsystem wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden. Inbesondere ist dort auch der Diodenlaser DL100 erhältlich, der mit dem System DL100 / 110 angesteuert wird.
Das DCB-Modul ist eine Interfacekarte, die den direkten Zugriff auf die internen analogen Steuersignale des DC100/110-Racks erlaubt.
Die meisten Rack-internen Parameter lassen sich als gesetzte und aktuelle Werte auslesen Erlaubt eine externe Steuerung des DL-Systems mit Hilfe eines PCs unter Einsatz einer DA- /AD-Schnittstellenkarte
Spezifikationen
Datentransfer zu und von einem Computer mit Hilfe eines Standard-SubD25-Kabels möglich Sowohl ein Auslesen der Parameter als auch eine Steuerung des Systems per Computer ist möglich Die meisten internen Parameter lassen sich als gesetzte (Xset) und aktuelle Werte (Xact) auslesen Zur Vermeidung von Störungen des Systems sind alle Steuerleitungen über Widerstände oder Buffer-Verstärker entkoppelt Vier Steuerleitungen lassen sich von extern steuern (über Jumper-Stecker konfigurierbar) Ein wählbarer Parameter lässt sich auch über eine BNC-Buchse überwachen oder einspeisen
Technische Daten
Standard-Eingangsimpedanz für das Auslesen der Parameter: 10 kΩ Eingangsempfindlichkeiten für die elektrischen Parameter:
Strom des DCC100/500 mA: 0 V = 0 mA 1 V = 10 mA
Strom des DCC100/ 3 A: 0 V = 0 mA 1 V = 100 mA
Temperatur: 0 V = 0 °C 1 V = 10 °C 1 V = 10 °C
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
Diode Temperature Control Modul – DTC
Das DTC-Modul ist eine hochstabile Temperaturregelung für Laserdioden, wie sie z.B. für spektroskopische Anwendungen benötigt wird. In drei Versionen erhältlich:
a) für die Ansteuerung einer Kühlung / Heizung mit Hilfe von Peltier-Elementen
b) als SVL-Version mit hochpräziser definierter Geschwindigkeitsbegrenzung, wie sie z.B. für Verdopplerkristalle für eine definierte maximale Temperaturänderung pro Zeit benötigt wird
c) zur Temperaturregelung einer kleinen thermischen Masse z.B. einer DFB-Laserdiode
Maximale Ausgangsleistung 30 W
Spezifikationen
Unterstützung verschiedener Temperatursensoren (Thermistor 10 kΩ/neg, AD 590, usw.) Temperatur (Tset) einstellbar über Bereichsumschalter (grob) und 10-Gang-Potentiometer (fein) Minimale und maximale Temperaturen (Tmin, Tmax) einstellbar über Präzisionstrimmer Steuerung des Peltier-Elements über SubD9-Verbinder Maximaler Strom für das Peltier-Element (ITECmax) einstellbar über Präzisionstrimmer Schalter zur Anpassung an das Kühl- bzw. Heizelement (durch Polaritätsänderung der Regelungsschleife) SVL-Version (set-point velocity limitation) mit hochpräziser, definierter Geschwindigkeitsbegrenzung
Technische Daten
Maximaler Ausgangsstrom für das Peltier-Element (ITECmax): 0 bis 5 A Maximale Ausgangsleistung: 30 W Maximale Temperatur (Tmax): 0 bis +50 °C (Spezialversion -50 bis +150 °C) Minimale Temperatur (Tmin): 0 bis +50 °C (Spezialversion -50 bis +150 °C), mit Tmin < Tmax Extrem niedrige Drift (mit DL100 Laserkopf < 2 mK)
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
Lock-In Regler Modul – LIR
Das LIR-Modul erlaubt das aktive Lock-In der Laserfrequenz des Diodenlasers auf eine gewünschte Wellenlänge.
Dieses Modul beinhaltet im Wesentlichen drei Funktionen:
Damit kann das Modul typischerweise dazu verwendet werden, den Laser auf die Spitze einer atomaren Absorptionslinie oder einer Cavity-Resonanz einzustellen (Top-of-Fringe-Stabilisierung).
Spezifikationen
Auswahl des Modulationsignals zwischen interner Modulationsquelle und externem Signal möglich Signalform der internen Modulationsquelle wählbar zwischen Sinus und Dreieck Frequenz der internen Modulationsquelle einstellbar über Schalter (grob) und Potentiometer (fein) Amplitude der internen Modulationsquelle einstellbar Phase des Modulationssignals einstellbar über Schalter (grob) und Potentiometer (fein) Entkopplung und Verstärkung des Lock-In-Eingangssignals einstellbar (Gleichstrom-Entkopplung bzw. zwei unterschiedliche Tiefpassfilter) Lock In-Verstärker (Phasendetektor) mit integriertem, einstellbarem Tiefpassfilter Offset des Lock-In-Signals einstellbar Abschaltbarer PID-Regler mit Relock-Mechanismus und frei einstellbaren P-, I- und D-Komponenten Ausgangsspannung des PID-Reglers einstellbar Interner und externer Offset zuschaltbar zum Ausgangssignal des Moduls Interner Offset für das Ausgangssignal des Moduls einstellbar Externe Überwachung möglich durch Auswahl der internen Signale als Monitorsignal
Technische Daten
Modulationsfrequenz: 0.6 Hz bis 14 kHz Modulationsamplitude: 0 V bis 10 VSS Cut-off-Frequenzen der Hochpassfilter zur Entkopplung des Lock-In-Eingangssignals: 16 Hz, 160 Hz Cut-off-Frequenz des Tiefpassfilters im Lock-In-Verstärker: 16 mHz bis 16 kHz Verstärkung des externen Lock-In-Eingangssignals : 1 bis 3000 Lock-In Bandbreite: 16 mHz bis zu 16 kHz Amplitudenbereich des Relock-Mechanismus: -5 V bis +5 V
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
Proportional-Integral-Differential Regler Modul – PID
Das PID-Modul ist ein universeller Proportional-Integral-Differential-Regler.
Frei einstellbare P-, I- und D-Anteile HV-Ausgang mit 0 bis 150 V optional auch mit Low-Voltage-Ausgang ± 10 V
Anwendungsbereiche sind z.B. die Stabilisierung des Diodenlasers auf die Flanke einer atomaren Resonanz oder eines Airy-Peaks eines Fabry-Perot-Interferometers, die Stabilisierung eines Laserresonators durch Ansteuerung eines Piezo-Aktors oder die Kompensation von Störeinflüssen wie Geräusche, Temperatureinflüsse, Erschütterungen.
Spezifikationen
Reset-Spannung (set point) und Suchgeschwindigkeit des PID-Reglers einstellbar P-, I- und D-Anteile einzeln einstellbar über Potentiometer Abschaltbare Relock- Funktion Anzeige des Lock-Status über LEDs (search, unlock, relock) Externe Modulation oder interne Modulation (über SC-Modul) möglich Ausgangsspannung einstellbar über Präzisions-Potentiometer Ausgangsspannung per Schalter auch invertierbar Externe Überwachung möglich durch Auswahl eines internen Signals als Monitorsignal Optional auch mit Low-Voltage-Ausgang (± 10 V)
Technische Daten
Ausgangsspannung: 0 V bis 150 V, maximal 30 mA und maximal 8 W Optional mit LV-Ausgang: -10 V bis +10 V, maximal 20 mA Monitorsignal: -10 V bis +10 V
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
Pound-Drever-Hall Detector Modul – PDD
Das PDD-Modul beinhaltet alle Funktionen zur Laserstabilisierung unter Verwendung der HF-Seitenbandmodulationstechnik (Pound-Drever-Stabilisierung).
Ausgangsspannung mit fester Frequenz zur HF-Modulation (typisch 20 MHz) Bandbreite auch geeignet für Resonatoren mit hoher Finesse Erhältlich mit einem oder zwei Phasendetektor- und Fehlersignal-Kanälen
Spezifikationen
Bestimmung der Phasenverzögerung (Dispersion) durch Phasenvergleich eines Basisbandes mit dem Seitenband und damit Generation eines Pound-Drever- Signals Interner Oszillator mit einer festen Oszillationsfrequenz als Generator für das Basisbandsignal Ausgangsspannung des internen Oszillators extern verfügbar Amplitude der Ausgangsspannung des internen Oszillators einstellbar über Potentiometer Verstärkung des Photodioden-Eingangssignals einstellbar über Potentiometer Zusätzliche relative Phase einstellbar über Potentiometer Pound-Drever-Fehlersignal extern verfügbar Optional auch mit zwei Phasendetektor- und Fehlersignal-Kanälen
Technische Daten
Ausgangsfrequenz des internen Oszillators: 20 MHz (Standard, andere Frequenzen von 5 bis 40 MHz auf Anfrage) Ausgangsamplitude des internen Oszillators: einstellbar bis zu -4 dBm Ausgangsimpedanz des internen Oszillators: 50 Ω (Standard, Anpassung über einen internen Widerstand möglich) Amplitude der zweiten Harmonischen: typisch < -30 dBc bei einer Ausgangsamplitude von -4 dBm Maximale Eingangsamplitude des Photodetektorsignals: -7 dBm Maximale Ausgangsspannung des Fehlersignals: -0.8 V bis +0.8 V Unverstärkte Ausgangsspannung des Fehlersignals mit einer Regelbandbreite bis zu 1 MHz
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
Scan Controller Modul – SC
Das SC-Modul dient zum Scannen der Laserfrequenz des External-Cavity- Diodenlaserkopfes DL100. Der DL100 wird durch das Bewegen eines Gitters über ein Piezo-Element abgestimmt.
Hochspannungsausgang Triggerung durch externes Signal möglich
Damit ist eine Feinabstimmung der Wellenlänge des External-Cavity-Diodenlasers innerhalb des Single-Mode-Scan-Bereichs möglich.
Spezifikationen
Signalform des Ausgangssignals in der Symmetrie einstellbar (Dreieck, Sägezahn) Feinabstimmung der Wellenlänge des Diodenlasers innerhalb des Single-Mode- Scan-Bereichs Scan-Frequenz einstellbar über Bereichsumschalter (grob) und Potentiometer (fein) Ausgangsamplitude einstellbar über logarithmisches Potentiometer Offset zuschaltbar und einstellbar über 10-Gang-Potentiometer Ausgang zur Kontrolle des internen Trigger-Signals Eingang für externes Trigger-Signal Verzögerung des Triggersignals einstellbar über Potentiometer Internes Feed Forward-Signal für den Laserdiodenstrom einstellbar über Trimm-Potentiometer (Scan-Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung des SC (d.h. der Piezo-Spannung) und dem Laserdiodenstrom)
Technische Daten
Scan-Frequenz: 0.01 Hz bis 10 kHz Ausgangsamplitude: -10 V bis +150 V, max 30 mA Offsetamplitude: -10 V bis 150 V
Dieses Modul wurde für die Firma TOPTICA Photonics AG entwickelt und kann dort bezogen werden.
