Verificare la qualità dello spettro

ANALIZZATORI –

Gli analizzatori di spettro ottico di Yokogawa sono usati per la caratterizzazione spettrale dei laser DFB realizzati dalla tedesca Nanoplus.

Nanoplus, azienda tedesca che produce laser, ha utilizzato l'analizzatore di spettro ottico Yokogawa AQ6375 per la verifica dell'alta qualità spettrale dei laser DFB (Distribuited feedback) che produce attraverso una tecnica basata sull'eccitazione molecolare. I laser DFB di Nanoplus sono usati per rilevamenti accurate delle tracce di gas nelle miscele, argomento di grande interesse in molte aree di applicazione. Un esempio tipico è il rilevamento delle perdite di gas e il monitoraggio della concentrazione di gas esplosivi che aiuta alla prevenzione di disastri potenziali. In aggiunta a quanto sopra, l'analisi dei gas in processi industriali permette di ottimizzare i processi minimizzando il rischio di prodotti indesiderati, come il monossido di carbonio, per combustioni incomplete. La stessa tecnica di analisi delle tracce di gas viene usata anche nella ricerca spaziale sull'analisi atmosferica di pianeti remoti. Il metodo per un rilevamento accurato dei gas in basse concentrazioni è basato sull'uso della luce laser. Questa tecnica si basa sulla caratteristica di ogni molecola di gas che ha diversi stati rotazionali e vibrazionali a seconda della quantità energia con la quale viene eccitata. Attraverso un laser che emette fotoni con questa energia, specifiche molecole all'interno della miscela vengono stimolate a “danzare”. Questo processo può essere osservato indirettamente misurando l'ammontare di luce laser assorbita dalle molecole di gas che dipende dalla loro concentrazione. Per ottenere un'alta precisione nella misura dell'assorbimento è necessario che il laser emetta luce solo di una determinata energia (e quindi frequenza) che è sia rilevante per il tipo di gas da esaminare. La frequenza di emissione in single mode del laser può essere regolata in modo estremamente preciso calibrandola sulla frequenza di assorbimento della molecola attraverso variazioni nell'alimentazione elettrica del laser stesso. Nanoplus costruisce laser single mode caratterizzati da una tecnologia brevettata chiamata DFB (Distributed feedback che consiste in griglie metalliche, con dimensioni nell'ordine dei 100 nm, modellate accanto a strutture reticolari in materiale semiconduttore attraverso litografia a fascio elettronico. La struttura del reticolo funge da filtro per i diversi modi d'uso del risonatore laser DFB consentendo così solo a una determinata frequenza (o lunghezza d'onda) di passare per essere emessa dal laser.

Analizzatore di spettro ottico
Per il controllo e la verifica dei propri laser Nanoplus ha scelto l'analizzatore di spettro ottico Yokogawa AQ6375 (da ricordare che qualche anno fa Yokogawa ha acquistato Ando, azienda leader nel campo della misura ottica della luce, incorporando tutta la gamma di strumentazione Ando nella propria offerta). Questo strumento offre il grande vantaggio di avere una larghezza dello spettro ottico misurabile che va ben oltre le lunghezze d'onda tipiche delle applicazioni telecom (di solito attorno ai 1700 nm). L'analizzatore AQ6375, con il suo range di misura da 1200 a 2400 nm può essere usato per caratterizzare laser DFB, per esempio, per applicazioni di rilevamento su vapore d'acqua (1877 nm), diossido di carbonio (2004 nm) e monossido di carbonio (2332 nm). L'uso dello strumento AQ6375 di Yokogawa permette anche di effettuare analisi sui laser in modalità Fabry-Perot. L'ampia gamma dinamica dell'Osa di Yokogawa consente modalità di funzionamento monomodali con un rapporto di soppressione laterale di oltre 50 dB; il rilevamento di tracce di gas, in miscela, con concentrazioni minori di una parte per miliardo può essere raggiunto attraverso l'uso di tali DFB laser. Per ottenere un'alta produzione di laser caratterizzati, Nanoplus usa un sistema di test completamente automatizzato attraverso la porta di comunicazione Gpib dell'AQ6375. Nonostante la relativa complessità del processo di controllo, il sistema di test permette una veloce determinazione delle caratteristiche di “tuning” dei laser a differenti temperature e alimentazioni operative. I laser sono testati nel range da 1200 nm a 2400 nm prima di essere spediti ai clienti, in relazione alle loro applicazioni.

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