Elektronika 2011-10 I.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

Parametry robocze profilometruParametry robocze profilometruCharacteristic parameters of the beam profilerParametrWartośćparametruUwagiZakres przesuwu wzdłuż R 0…20 cm W tym 8 cm śrubąmikrometrycznąZakres zmian kąta φZakres zmian kąta ΘRozdzielczość kątowaprofilometru−90°…+90°−45° …+45°~0,1° Przy R = 20 cmTyp stolika obrotowego URS100BPP Produkt NewportCorporationRozdzielczośćnominalna stolika obrot.Maksymalna prędkośćobrotu0,05°40°/sTyp łuku pomiarowego M-BGM120PP Produkt NewportCorporationRozdzielczość nominalnałuku pomiar.Maksymalna prędkośćobrotuTyp sterownika silnikówkrokowych0,05°20°/sESP301Produkt NewportCorporationTyp detektora PVI-3TE ProduktVIGO System S.A.Długość mierzonej fali 9,5 µm Przy maksymalnejczułościPowierzchnia światłoczułaPasmo wzmacniaczakoło, φ = 0,5 mm0,5 kHz – 50 MHzZakres zastosowań profilomertuZ soczewką immersyjnąJak już podkreślaliśmy, profilometr został zaprojektowany z przeznaczeniemdo badań naukowych nad własnościami kwantowychlaserów kaskadowych. Umożliwia on zarówno pomiarstandardowych parametrów emitowanej wiązki jak i prowadzenieunikalnych pomiarów, niedostępnych na komercyjnych urządzeniach.Do standardowych pomiarów można zaliczyć określeniepołożenia przewężenia wiązki (ang. waist position) z 0, średnicywiązki w przewężeniu (ang. waist diameter) d 0, rozbieżnościwiązki θ, itd.Znacznie bardziej skomplikowana jest sytuacja w przypadkuokreślenia parametru jakości wiązki M 2 (ang. beamquality factor). Zgodnie ze Standardem ISO 11146 [4] parametrM 2 jest określony jako iloraz parametru BPP (ang. beamparameter product) i λ/π. W przypadku idealnej wiązki gaussowskiejparametr BPP jest zdefiniowany jako iloczyn promieniawiązki w przewężeniu d 0/2 i połówkowej rozbieżnościwiązki θ/2. Dla wiązek niegaussowskich, tak jak w przypadkulaserów QCL, definicje takie są niewystarczajace i powinnybyć zmodyfikowane. Jest to przedmiotem aktualnie prowadzonychbadań [1, 5].W zakresie badań geometrii wiązki szczególnie ważne jestzbadanie rozkładu pola w jak najszerszym kącie bryłowym.Pozwoliłoby to wyjaśnić problem istnienia i postaci modówbocznych. Zasygnalizujmy na koniec potrzebę przeprowadzeniabadań wpływu warunków pracy lasera (długości impulsów,współczynnika wypełnienia, napięcia zasilania, itd.)na kształt wiązki. Przedstawiony układ umożliwia również badaniewpływu temperatury na kształt wiązki laserowej.PodsumowanieW artykule omówiono goniometryczne metody pomiaru rozkładupromieniowania laserów półprzewodnikowych ze szczególnymuwzględnieniem technik możliwych do zastosowaniaprzy projektowaniu i charakteryzacji kwantowych laserówkaskadowych. Przedstawiono unikalny układ goniometrycznyzaprojektowany w Instytucie Technologii Elektronowejprzeznaczony do takich pomiarów. Omówiono konstrukcjętego układu, jego układ sterowania i możliwości pomiarowe.Przedstawiono w skrócie szeroki zakres zastosowań układuw badaniach naukowych nad laserami kaskadowymi.Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach2010–2012 jako projekt badawczy Nr N N515 524938.Literatura[1] Krishnaswami K., B. E. Bernacki, B. D. Cannon, N. Ho, N. C. Anheier:Emission and Propagation Properties of Midinfrared QuantumCasacade Lasers. IEEE Photon.Techn. Lett., vol. 20, pp. 306–308,2008.[2] Gresh T., M. Giovannini, N. Hoyer, J. Faist: Quantum cascade laserswith Large Optical Waveguides. IEEE Photon. Techn. Lett.,vol. 18, pp. 544-546, 2006.[3] Siegman A. E.: Defining, measuring, and optimizing laser beamquality. Proc. SPIE vol. 1868, pp. 2–12, 1993.[4] ISO Standard 11146, „Lasers and laser-related equipment – Testmethods for laser beam widths, divergence angles and beam propagationratios”, 2005.[5] Alda J.: Laser and Gaussian Beam Propagation and Transformation.in: Encyclopedia of Optical Engineering, Marcel Dekker, Inc.,2003.50Elektronika 10/2011