I laser nel campo del visibile sono utilizzati in applicazioni in cui qualità spettrale, stabilità e ripetibilità sono fondamentali. In microscopia, spettroscopia, citometria a flusso, tecnologie quantistiche e LiDAR, anche componenti spettrali indesiderate di bassa intensità possono influire sull’accuratezza delle misure e sulle prestazioni del sistema. Una caratterizzazione spettrale accurata è quindi essenziale durante l’intero processo di sviluppo e produzione.
Integrated Optics, produttore lituano di laser e soluzioni fotoniche, sviluppa sorgenti laser ultracompatte per applicazioni scientifiche e industriali in tutto il mondo. La piattaforma MatchBox® è una famiglia configurabile di laser continuous-wave, multi-lunghezza d’onda e pulsati, pronti per l’integrazione, che combina ottica, elettronica di controllo e stabilizzazione termica in un involucro compatto delle dimensioni di una scatola di fiammiferi.
La sfida: rilevare modi spettrali deboli
Una delle principali sfide per Integrated Optics è il rilevamento di modi spettrali deboli e di altri componenti a basso livello vicini al segnale laser principale. Sebbene molto più deboli rispetto al picco di emissione dominante, tali componenti possono indicare un comportamento indesiderato del laser o una ridotta purezza spettrale. Per supportare sia lo sviluppo dei prodotti sia il controllo qualità in produzione, l’azienda necessitava di un analizzatore di spettro ottico con ampia copertura in lunghezza d’onda, elevata risoluzione in lunghezza d’onda, sensibilità e gamma dinamica ravvicinata (close-in dynamic range), oltre a misure rapide e ripetibili.
La soluzione: l’analizzatore di spettro ottico AQ6373E
Integrated Optics ha scelto l’Optical Spectrum Analyzer AQ6373E di Yokogawa, che copre lunghezze d’onda da 350 nm a 1200 nm. Lo strumento viene utilizzato nella produzione di laser monomodali, nel filtraggio spettrale, nella caratterizzazione dei componenti, nei controlli qualità e nello sviluppo di nuovi prodotti. Uno dei suoi principali vantaggi è una gamma dinamica ravvicinata di circa 60 dB, che consente agli ingegneri di distinguere modi spettrali deboli dal picco laser dominante e di valutare con maggiore affidabilità la purezza spettrale. Ciò consente di verificare che ogni laser soddisfi i requisiti prestazionali previsti per la relativa applicazione scientifica o industriale.
La sensibilità dell’AQ6373E consente inoltre di effettuare misure con livelli di ingresso ottico relativamente bassi, semplificando le configurazioni di test durante la produzione. Integrare questo livello di prestazioni ottiche in una piattaforma laser così compatta comporta notevoli sfide ingegneristiche. Integrated Optics sviluppa sistemi laser intelligenti dotati di elettronica di controllo avanzata e stabilizzazione termica; una calibrazione spettrale precisa è quindi essenziale per mantenere prestazioni e stabilità in un ampio intervallo di temperatura. L’analizzatore di spettro ottico Yokogawa supporta tali requisiti consentendo flussi di lavoro automatizzati di calibrazione e validazione tramite le sue ampie opzioni di connettività, contribuendo a garantire misure rapide e ripetibili e una qualità di prodotto costante. L’ampio intervallo di lunghezze d’onda permette inoltre a Integrated Optics di utilizzare un’unica piattaforma per un vasto portafoglio di prodotti laser nel visibile e nel vicino infrarosso, riducendo la complessità delle misure.
Le dichiarazioni di Integrated Optics
«Yokogawa offre uno strumento estremamente performante, di livello telecom, le cui prestazioni sono particolarmente adatte alle misure laser in laboratorio», afferma Evaldas Pebreza, CEO di Integrated Optics. «Beneficiamo dell’affidabilità tipica delle apparecchiature per telecomunicazioni, ottenendo al tempo stesso la risoluzione e la sensibilità necessarie per caratterizzare sorgenti laser molto più esigenti».
Vantaggi e conclusioni
Grazie all’AQ6373E, Integrated Optics può eseguire misure rapide, accurate e ripetibili, identificare componenti spettrali deboli, verificare la purezza spettrale e valutare nuovi progetti laser. Per Integrated Optics, il principale vantaggio è una maggiore sicurezza che ogni laser soddisfi i rigorosi requisiti dei clienti. La copertura in lunghezza d’onda, la gamma dinamica ravvicinata e l’affidabilità delle misure Yokogawa supportano sia un efficiente controllo qualità in produzione sia lo sviluppo di sorgenti laser avanzate ultracompatte per applicazioni medicali, scientifiche, industriali e quantistiche.
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