24.01.2020

Optischer Breitband-Spektrumanalysator

Der optische Breitband-Spektrumanalysator AQ6377 von Yokogawa ist für Anwendungen der Umweltsensorik und Medizintechnik vorgesehen. Das Gerät ermöglicht die Seitenmodenanalyse von MWIR-Lasern, um Gase und Emissionen zu identifizieren.


Bild: Yokogawa Test & Messtechnik

In der Umweltsensorik werden Laser zum Nachweis von Gasen wie CO2, N2O und NO eingesetzt. Sie identifizieren dazu die Wellenlängen-Absorptionslinien der verschiedenen Gase. Die Seitenmoden des Lasers, die normalerweise schwer zu erkennen sind, beeinträchtigen jedoch die Fähigkeit des Lasers, zwischen den verschiedenen Gasen zu unterscheiden.


Laut Hersteller kann das Gerät im Bereich von 3,5 bis 5µm (mittleres Infrarot) das Wellenlängenspektrum von Lasern einschließlich ihrer Seitenmoden mit hoher Genauigkeit analysieren. Die Hersteller von Gassensorsystemen können so die Reinheit der Emissionen bewerten und die Laser genauer charakterisieren, um die besten Laser für bestimmte Anwendungen auszuwählen.


Quantenkaskadenlaser (QCL), die zunehmend für die medizinische Spektroskopie- Diagnostik eingesetzt werden, arbeiten gepulst über einen weiten Wellenlängenbereich. Der Yokogawa AQ6377 bietet die Möglichkeit, stabile Messungen in diesem Wellenlängenbereich durchzuführen und gepulste QCL-Signale mit geringen Wiederholungsraten auszuwerten.



Der Analysator erlaubt ...

den Nutzern, mit verschiedenen Pulslängen und Wiederholungsraten zu arbeiten. Zu den Hauptmerkmalen des AQ6377 gehören eine Wellenlängenauflösung von 0,2nm, eine Wellenlängengenauigkeit von ± 0,5nm, ein Dynamikbereich von 50 dB und eine Pegelempfindlichkeit von bis zu -60 dBm. Der weite Dynamikbereich und die hohe Empfindlichkeit wurden erreicht, indem der Einfluss von Streulicht im Monochromator verringert wurde.



Die eingebaute Kalibrierlichtquelle ...

nutzt die natürlichen Absorptionseigenschaften von Acetylengas, um ein Wellenlängen-Kalibriersignal mit einer Genauigkeit von 0,6 pm (Pikometer) liefern zu können. Diese Quelle wird auch in Verbindung mit dem „optical alignment“ verwendet, einer Funktion, um Abweichungen der optischen Achse zu kompensieren, die durch Vibrationen und Stöße während des Transports sowie durch Temperaturänderungen verursacht werden. Mit diesen Funktionen kann der AQ6377 seine optische Leistung vor Ort aufrechterhalten.


Außerdem ermöglicht der optische Freistrahleingang den Anschluss von Singlemode-MWIR-Glasfasern und Multimode-Glasfasern (bis zu 400µm) an dasselbe Gerät und liefert einen geringen und stabilen Einfügeverlust, wodurch die Wiederholbarkeit der Messung erhöht wird. Das Fehlen eines physischen Kontakts schließt auch die Möglichkeit einer Beschädigung aus, wenn Fasern verbunden werden.



Ein weiteres Merkmal ...

ist das „purging“. In der MWIR-Region können spektrale Messungen stark durch die Absorption von Wasserdampf und Kohlendioxid beeinflusst werden. Die Spülfunktion reduziert den Einfluss dieser Gase erheblich, indem dem Monochromator über die dafür vorgesehenen Anschlüsse auf der Rückseite kontinuierlich ein reines Spülgas (wie Stickstoff) zugeführt wird.


 


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