測試穩頻激光器的利器丨Bristol新品872系列激光波長計
2024 年1 月30 日,Bristol Instruments 宣布推出了872 系列激光波長計，基于獨特的Fizeau 標準具技術，其頻率分辨率最高達200 kHz！這意味著其對波長偏差異常敏感，使872 系列波長計成為測試激光器頻率穩定的理想選擇。
872 系列激光波長計有兩個版本：型號872A-VIS 波長范圍為375 至1100 nm，型號872A-NIR波長范圍為630 至1700 nm。872A 提供了高達200 kHz 的分辨率，±0.2ppm 的絕對準確度。內置波長自動校準模塊，無需外部校準，提供了極高的使用便利性。內置PID 控制器，非常適合用于穩頻激光器精確調試與測量，原子冷卻和捕獲等應用。
872 系列激光波長計沿用了Fizeau 干涉技術，優點是保證了非常高的測量分辨率，還因其每次采樣均采集了干涉條紋全像，設備內沒有任何運動掃描機構，做到了既可以測量連續波激光也可以測量脈沖激光，且可以提供高達1kHz 的測量刷新速率。
圖1.一次性完整采集的Fizeau 干涉條紋
872 系列激光波長計應用：穩頻激光器精確調試與測量。
窄線寬激光器由于激光本體的原因，或者是環境擾動的原因會導致其輸出波長的抖動與漂移，而為了獲得窄線寬激光中心波長穩定的輸出，一個常用的穩頻（鎖頻）方式是氣體吸收法：如圖2.即尋找與目標波長完全匹配的某原子或分子吸收峰，利用這種原子或分子制備氣體吸收池；把待鎖頻的激光輸出分成兩路，其信號路通過氣體吸收池，越接近目標吸收峰則信號衰減越強；參考路信號強度與信號路強度與參考路強度信號做減法運算獲得偏離量，并據此偏離量做運算獲得一個反饋信號給激光器控制器，通過持續的反饋操作調節并鎖定激光波長到我們選定的氣體吸收峰上。
圖2.氣體吸收池用于激光器鎖頻
氣體吸收法多少會導致以下的困擾：
1. 只有找到某既定存在的氣體吸收峰時，才可能操作激光鎖定到這個既定波長氣體吸收峰位上。
2. 窄線寬激光如果需要較大幅度的調節并鎖定到另一個中心波長，則可能需要更換另一個氣體吸收池并再次調節光路。
872 系列激光波長計可以給您的實驗提供如下幫助：
1. 以1kHz 的刷新速率即時檢測當前激光波長，并通過內置的PID 控制器提供反饋信號用于調整并鎖定375-1700nm 內任意一個激光輸出波長，無需尋找特定的氣體吸收峰。
2. 設備有即插即用的光纖輸入口，對于自由光輸出的窄線寬激光器，有標準的LC 激光耦合器可選，信號耦合非常方便。
3. 一臺激光波長計可通過另購標準4 通道或8 通道的光開關來連接4 臺甚至8 臺窄線寬激光器，做到無需重調光路下的快速切換激光器。
下圖為乙炔鎖頻激光器利用872 系列波長計進行的參數測試與系統調試維護：
圖3. Bristol 公司872A-NIR 波長計測試1532nm 乙炔鎖頻激光器，持續測試時長30 分鐘，波長測試標準差191kHz
872 系列激光波長計主要參數指標：
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產品型號 |
872A |
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被測激光類型 |
連續激光或脈沖激光 |
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波長范圍 |
VIS:375-1100nm |
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NIR:630-1700nm |
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絕對準確度 |
±0.2ppm（單模光纖） |
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±0.0002nm@1000nm |
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±60MHz@300,000GHz |
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測量分辨率 |
0.001 ppm (1.0 ppb) |
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0.001 pm @ 1000 nm |
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300 kHz @ 300,000 GHz |
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內置校準源 |
內置波長標準 |
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最大測量帶寬 |
1GHz |
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顯示位數 |
9 位 |
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顯示單位 |
nm，um，cm-1，GHz，THz |
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最小輸入能量 |
VIS：3-300nJ |
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NIR：50-600 nJ |
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測量速率 |
1kHz |
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輸入方式 |
光纖耦合輸入（自由空間光耦合器可選） |
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預熱時間 |
<15 分鐘 |
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體積(H×W×L) |
89mm×432mm×381mm |
872 系列激光波長計優點：
1. 測量分辨率高達200 kHz
2. 測量絕對準確度：±60MHz@300,000GHz
3. 內置激光器，波長自動實時校準
4. 內置PID 控制器無需另購
5. 小于15 分鐘預熱時間
6. 交貨期最快至8-10 周，且價格低
7. 5 年超長質保
Bristol 公司歷史介紹：
美國 Bristol 公司團隊和技術源自老牌波長計廠家 Burleigh，是高精度激光波長計生產廠商，具有超過二十年激光波長計的研發和生產經驗。
得益于內置標準波長激光實時校準，Bristol 激光波長計具備業界領先的熱機速度而且無需定期校準；大多數波長計采用光纖輸入或可選配光纖輸入，免去干涉儀需要精確準直的煩惱；所有機型采用 USB 與電腦連接，其干涉信號處理均在波長計內部完成，只有計算結果傳輸至電腦，從而實現較高的數據采樣率。其產品廣泛應用于國內的高校科研院所、工業客戶實驗室等等。
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