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Mスクエアレーザー超小型CW単一周波数自動波長可変Ti:Sレーザ SolsTiS

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    レーザ

SolsTiSはメンテナンス/アライメントフリーで至高の仕様を提供するCW単一周波数自動波長可変チタンサファイアレーザ(TiS)です。独自の超小型リング共振器と最新エレクトロニクス、メカニクス、コーティング技術を駆使してクラス最高の低ノイズ、格段のビーム品質を超小型完全密閉筐体に収めました。さらに、安定した外部のリファレンスにレーザをロックすることで容易にHzレベルの周波数安定性を可能にします。オプションの「テラスキャン」はソフトウェアと波長計の組み合わせが複数の周波数掃引を自動でつなぎ合わせることで、モードホップフリーで最大300nmの幅を掃引します。
また、SolsTiSの波長(670~1050 nm)を拡張するモジュールもあり、容易にCW単一周波数で深紫外~中赤外光(210~4500nm)を得られます。

2018年夏、更に仕様がアップデートされました。

特長

・超小型リング共振器と独自開発ミラーマウントがレーザ本来の基本性能を向上し、
 機械的高安定性を提供
・超小型レーザヘッド(190x140x62 mm)
・アライメント・メンテナンスフリーを実現し、完全密閉型レーザヘッドを提供
・極低ノイズ(0.055 %[rms])に向上
・広帯域自動波長可変(最大、700~1050nm :ミラー交換無し)
 特殊波長域(670~710nm、850~1050nm)
・絶対線幅<50kHz(測定時間100 us)
 ※リファレンスキャビティによる相関値:測定時間数秒
・波長モニタ機能標準装備
・全制御は イーサネット(TCP/IP)経由で付属PCのWebブラウザのGUIで操作

アプリケーション

  • 原子/イオントラップと冷却
  • スクイーズ光
  • 微小共振器
  • フォトルミネッセンス
  • 量子ドット
  • ボーズ=アインシュタイン凝縮(BEC)
  • 超高分解能レーザ分光
  • 量子コンピュータ
  • 光格子時計
  • 2D材料
  • カラーセンター
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▲SolsTiSチタンサファイアレーザ制御画面

光学レイアウト(SolsTiS-SRX)

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SolsTiSは単一ミラーセットで広い波長域(>350 nm)、最大(>6 W)を得られます。驚異的な超小型リング共振器(モノリシック構造)は実験スペースを有効に使えるだけでなく、波長チューニングの容易さ、独自ミラーマウントにより機械的安定性を実現し、結果として高い周波数安定性を得ています。 筺体はCW波長可変Ti:Sレーザでは極めて稀な完全密閉構造を採用し、研究者から共振器の光学調整とクリーニングを開放(メンテナンスフリー)しました。全ての操作はイーサネット経由によるPCから行います(ハンズフリー)。これらの特長から理化学研究からOEM環境でも同様に使用できフィールドやユーザの経験を問いません。

レーザヘッド寸法比較

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※リファレンスキャビティ別途

典型的なチューニングカーブ new_img.gif

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※画像クリックで拡大します。

仕様 new_img.gif

線幅 < 50 kHz rms *
操引周波数 >1MHz~25GHz
(設定時間:0.1~60秒)
ノイズ < 0.055% rms**
ビームクオリティ TEM00 (M2 > 1.1)
ビーム偏光 直線(水平)
レーザヘッド寸法
(LxWxH)
289{190}×208.7{143}×94 mm ***

* 100[μs]で測定した絶対値。付属リファレンスキャビティに依存した相関値は数秒間で測定値。
** SolsTiS単体(励起レーザとSolsTiSを合わせたノイズ仕様:0.075 %[rms])
***{}内はリファレンスキャビティ無しモデル

励起光 × チューニング域 × 出力

励起出力
(532nm)
チューニング
波長域
SolsTiS
出力
18W (725~960)±15nm >5.0[W]
15W 700~1000nm >4.0[W]
10W 700~1000nm >2.0[W]
8W (725~975)±15nm  >1.6[W]
5W 725~940nm >0.7[W]

 枝番モデル VS 線幅・機能

モデル -BRF -PX -LX -PSX -SRX -TS
複屈折フィルタ
エタロン
周波数ロック機能
モードホップフリー
共振器長調整機能
周波数掃引機能
リファレンスキャビティ *
テラスキャン * *
線幅 [rms] <20 GHz <5 MHz <5 MHz <100 KHz <50 kHz <50 kHz*
波長分解能 (典型値) 0.5nm 1nm 0.005nm 連続 連続 連続

1. テラスキャン(-TS)は-PSX、-SRX用のオプションです。
2. 線幅はアクティブなフィードバックを用いて、10Hz未満で動作可能。
3. 100[μs]で測定した絶対値。
4. 測定器の精度による。

外部制御(標準機能)

SolsTiSは外部アナログ信号による周波数制御が可能で波長計や原子・分子の吸収スペクトルなどにレーザをロック可能です。また、LabVIEWやPaythonに対応しており、公開しているコマンド(TCP/IP)を使用した制御も可能で、顧客が容易にシステム・インテグレーションできます。

オプション

テラ・スキャン

本モデルは任意波長の開始と終了を設定し、掃引幅の制限なく単一周波数掃引を行う事が可能です。従来はユーザが波長継ぎ目の微調を行って掃引させるしかありませんでしたが、本モデルはPC制御で継ぎ目なく全自動掃引されるので利便性が格段に向上します。テラ・スキャンは特に、狭帯域な励起 / 吸収周波数(波長)が明らかでないサンプルにレーザ光を照射する、超高分解能分光や光電流スペクトル測定などの用途に強力なツールとなります。また、LabVIEW によるデータ処理がスムーズに行え、ユーザーフレンドリーなインタフェースを提供します。

波長設定精度:0.0001nm(波長計に依存)、掃引幅:>100nm(700~1000nm)

ビーム(光)ピックオフ・モジュール

ビーム・ピックオフ・モジュールは光路からそれぞれのステージでビームを 取り出すのに有効なオプションで、御用途により可変タイプと固定タイプ を選択できます。

*ピックオフモジュール:1台の励起(ポンプ)レーザ(532nm)ビーム を、SolsTiSの励起以外にも利用可能にします。

*IRピックオフモジュール :チタンサファイアレーザのIRビームを光路から効率良くピックオフします。 特に、SolsTiSと第2高調波発生器(ECD-X)を組合せた場合、それぞれの切り替えが容易です。可変タイプは実験用、固定タイプは波長計などのモニタ用に有効です。

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ピックオフ・モジュール仕様

機能 ポンプ光ピックオフ・
モジュール
IR光ピックオフ・
モジュール
可変ポンプ光ピックオフ・
モジュール
可変IR光ピックオフ・
モジュール
対応波長 532nm 700~1000nm 532nm 700~1000nm
ピックオフ出射角度 90° 112° 90°
ピックオフ出射比率 4% 5~99.5% 4~90%
最大透過率 96% 95% 96%
ピックオフ出射方向 右、左選択可能
用途 モニタ用 モニタ用(波長計等) 励起レーザの他流用 ECD-X組合せ時

光ファイバ・ランチ・モジュール

光ファイバ・ランチ・モジュールはSolsTiSやECD-Xのレーザ光を効率良くファイバに結像させるモジュールです。波長計や、実験系への取り回しに有効です。
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▲光ファイバ・ランチ・モジュール

関連情報

アプリケーション例
・ ケーススタディ
インフォメーション
・  英国初 新原子干渉計 --- フリンジ、量子センサ
・  『SolsTiS-EMM』 CW単一周波数ミキシングモジュール
掲載記事
・ 「量子テレポーテーション実験がCW Ti:Sレーザに突きつける高度な要求」 (Laser Focus World Japan 2014年9月号)
基礎知識
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