波長可変光源

モノクロメータータイプの波長可変光源をラインナップ。ハロゲン搭載型もしくはSMAファイバーによる外部光源入力型を選択可能。

2022.12.06 Technologie Manufaktur GmbH – monochromator 8201
SMAファイバー接続モノクロメーター Monochromator-F
ハロゲン搭載波長可変光源
ハロゲンランプ搭載 波長可変光源 Monochromator-H
2020.11.05 Technologie Manufaktur GmbH -LS-WL1 3
SMAファイバー用 高均一ホモジナイザー
LS-WL1
レーザー励起蛍光体 白色光源 LS-WL1
高輝度LED光源LS-HP1
単色高輝度LED光源 LS-HP1
SMAファイバ接続LED光源LS-MC1
単色高出力SMAファイバーカップリング LED光源 LS-MC1

波長可変光源を導入する際に検討すべき5つのポイント

波長可変光源はユーザー側で出力波長と半値幅を調整することができます。光学システムへ統合する際には、マルチモードファイバーもしくは液体ライトガイドが選択されます。

1. 波長範囲

まずは必要な波長が最初に決定されます。一般的な波長可変光源は広帯域光源とモノクロメーターで構成されます。広帯域光源は使用したい波長帯域全体をカバーする必要があります。340~2000nmの光を使用したい場合はハロゲン光源が最適な選択となります。また可視域のみを必要とする場合は白色LED光源も検討に挙がります。モノクロメーターは使用する光源に対応し、効率的に分光できる必要があります。適切なグレーティングを選択することが重要です。

Power-spectral-lswl1
波長可変光源半値幅

2. 半値幅

波長可変光源で選択した単色光は常に特定の半値幅(FWHM)を持っています。光は半値幅の範囲の選択した波長が出力されます。半値幅を選択するときは、光出力と半値幅の間で適切な妥協点を見つける必要があります。帯域幅が狭くなり、測定の解像度が高くなるにつれて、光出力も小さくなります。光の半値幅は以下の要素で決定します。

コリメーターの焦点距離: 焦点距離が長くなるほど、半値幅は小さくなります。ただし、一定の直径で焦点距離が長いと、デバイスが伝送できる光の開口角も小さくなります。

入力、出力スリットの幅:スリット幅が狭いほど半値幅は小さくなりますが、光出力も小さくなります。

グレーティングのライン数: 1mmあたりのライン数が増えるほど、狭い半値幅を実現します。

3. 効率とパフォーマンス

モノクロメーターのスループットはF値によって決まります。低いF値が理想的です。光学ファイバーと使用する場合はF2.7以下がNA0.22のファイバーと相性が良いと言えます。コリメーションのために使用される内部の光学ミラーは選択した波長において優れたイメージング特性と高反射率を備えていることが理想的です。高性能なモノクロメーターは非軸放物面ミラーを採用しています。UV強化アルミニウムコーティングは200~5000nmをカバーします。加えて、光学グレーティングが重要となります。グレーティングの回折効率は選択する波長範囲に適切に調整する必要があります。波長可変光源にとって高輝度な光は大きなアドバンテージとなります。輝度と帯域幅を考慮すると、調整可能な光源の出力は、光学部品のサイズを大きくすることによってのみ達成できます。特に、光学格子は直径50mmまでしか入手できず、しかもコストも許容範囲内です。そのため、高性能で波長可変な光源としては、より高輝度の白色光源を採用する必要があります。

ハロゲンモノクロメーター
モノクロメータH: 20ワットのハロゲンランプをベースにした効率的に波長可変光源

4. コントロール、スキャンスピード、再現性

波長可変光源の出力波長はPC/USBを介して選択されます。重要な項目として波長間の切り替えスピードが挙げられます。開始波長と終了波長の差の大きさに応じて、モノクロメータでは 10 ~ 20 ミリ秒の値を実現できます。複数回の変化を伴う波長の再現性は 0.1nm が現実的です。

5. システム統合

システムへの統合には、ファイバー結合型光源が最適です。波長可変光源を安定したな場所に設置し、単色光を光ファイバーで必要な場所に届けることができます。一般的に、波長可変光源はセンサー評価や材料評価などの自動化プロセスに統合されます。既存のソフトウェア環境へのシンプルな統合は、時間の節約に大きく貢献します。

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