MOGLabs MSL Linear Cavity SHG System  

740–1300 nm 기본파 대응, 370–560 nm대 제2고조파 출력을 위한 고효율 주파수 배가 시스템 

(Santec, formerly MOGLabs) 

Santec MSL은 레이저 자체가 아니라 외부에서 입력한 적외선 기본파를 파장이 절반인 가시광 또는 자외선으로 변환하는 독립형 SHG 주파수 배가 시스템입니다. 740/370 nm, 798/399 nm, 922/461 nm, 960/480 nm, 1020/510 nm를 비롯한 다양한 기본파·배가광 조합을 지원하며, 비선형 결정과 캐비티 미러 구성을 선택해 370~445 nm, 445~510 nm 및 510~560 nm 영역의 2차 고조파를 생성할 수 있습니다. 기본 입력은 FC/APC 편광 유지 광섬유 방식이고 요청에 따라 자유공간 입력도 선택할 수 있으므로, 기존 ECDL이나 테이퍼드 증폭 레이저, 고출력 파이버 레이저를 연결해 해당 광원의 파장과 출력 조건에 맞는 새로운 광원을 구성할 수 있습니다. 일반적인 0.5~5 W급 증폭 레이저 입력에서는 약 80~90%의 변환 효율을 제공하며, 798 nm 입력 1.22 W를 399 nm 출력 1.1 W로 변환해 90%를 초과한 성능도 확인되었습니다. 저출력 ECDL이나 고출력 파이버 증폭기에도 각각 적합한 모드 매칭과 캐비티 구성을 적용할 수 있어 입력 출력 범위가 달라져도 효율적인 변환이 가능합니다.

이처럼 높은 변환 효율을 얻기 위해서는 기본파가 캐비티 내부를 반복해서 통과하며 비선형 결정에 높은 광세기를 형성해야 하지만, 일반적인 보타이 캐비티는 여러 미러의 정렬 변화에 민감해 장시간 사용하기 어렵다는 문제가 있습니다. MSL은 4개의 미러를 사용하는 보타이 구조 대신 2개의 미러로 구성된 모놀리식 선형 캐비티를 적용해 미러 손실을 줄이고, 키네마틱 조정 구조를 제거해 진동과 기계적 변화에 대한 민감도를 낮췄습니다. 회전 대칭형 선형 캐비티에서는 기본 공간 모드가 원형으로 형성되므로 광섬유에서 입사되는 빔과의 모드 매칭이 용이하며, 배가 출력 역시 M²<1.05의 회절 한계에 가까운 빔 품질과 0.2% rms 미만의 출력 노이즈를 제공합니다. 사용자는 캐비티 광축을 반복해서 조정할 필요가 없지만 레이저 주파수와 캐비티 공진 조건은 계속 일치해야 하므로, 내장 포토디텍터와 30 kHz 이상의 기계적 대역폭을 갖는 피에조 액추에이터가 캐비티 길이를 실시간으로 보정합니다. FM 복조 락킹은 기본으로 제공되고 Hänsch–Couillaud 방식과 PDH 방식도 선택할 수 있어, 입력 레이저의 변조 방식과 요구되는 출력 노이즈 수준에 맞춰 캐비티 락킹 구성을 결정할 수 있습니다.

캐비티 스캔과 락킹, 비선형 결정의 온도 제어는 MSL 내부의 mLC 디지털 전자장치에서 수행되며, USB-C 연결로 전원을 공급하고 USB 또는 Ethernet을 통해 Windows 소프트웨어나 텍스트 명령으로 운용할 수 있습니다. 출력은 자유공간 또는 FC/APC 광섬유 방식으로 선택할 수 있고, 비점수차 보정 광학계가 적용된 배가광은 일반적으로 70~80% 수준의 광섬유 결합 효율을 제공하므로 기존 분광 장비나 양자광학 시스템에도 쉽게 연결할 수 있습니다. 비선형 결정은 시스템 파장에 맞춰 교체할 수 있으며, 장기간 고출력에 노출된 경우 결정의 위치를 이동하거나 회전해 새로운 영역을 사용함으로써 수명을 연장할 수 있습니다. 이러한 구조와 운용 편의성을 바탕으로 MSL은 Sr·Yb·Rb·Cs 원자 전이용 가시광 및 자외선 생성, 레이저 냉각과 원자 트래핑, 정밀 분광, 양자광학과 센싱, 비선형 광학 연구에 적합하며, 단독 주파수 배가 장치뿐만 아니라 Santec MSA 또는 파이버 증폭 레이저와 결합한 완성형 고출력 광원으로도 구성할 수 있습니다.

특징

■ 0.5–5 W의 광섬유 증폭 레이저 입력에서 일반적으로 70–90%의 SHG 변환 효율 제공
■ 1 W 입력에서 80% 이상의 높은 변환 효율을 지원하며 저출력·고출력 조건에 맞춰 최적화 가능
■ 키네마틱 마운트를 사용하지 않는 일체형 선형 공진기로 별도의 광학 정렬 없이 안정적으로 작동
■ 진동에 강한 공진기 구조로 장기간 정렬 안정성 유지
■ 가스 퍼지 옵션을 지원하는 밀폐형 공진기로 외부 환경 변화에 대한 민감도 감소
■ 최대 75 nm의 광범위한 파장 조정 범위 지원
■ 740/370 nm, 798/399 nm, 922/461 nm, 960/480 nm 및 1020/510 nm 등 다양한 기본파·고조파 조합 지원
■ 370–445 nm, 445–520 nm 및 510–560 nm 등 폭넓은 파장대 구성 가능
■ 낮은 진폭 잡음으로 안정적인 SHG 출력 제공
■ >30 kHz 대역폭의 고속 피에조 액추에이터 적용
■ 정밀 온도 제어와 PDH 또는 FM 공진기 잠금 기능 내장
■ SHG 제어 전자장치를 완전히 통합하여 외부 컨트롤러 없이 독립적으로 작동
■ 전원 공급을 겸하는 USB-C 인터페이스와 Ethernet 연결 지원
■ 독립형 SHG 주파수 배가기 또는 레이저·증폭기 통합 시스템으로 구성 가능
■ 결정 위치 이동 기능을 통해 비선형 결정의 사용 수명 연장
■ 사용자가 직접 교체할 수 있는 비선형 결정 구조
■ 재사용 및 재구성이 가능한 유연한 SHG 시스템 설계

어플리케이션

• ■ Generation of visible and UV wavelengths from IR sources
• ■ Atomic physics (Sr, Yb, Rb, Cs transitions)
• ■ Precision spectroscopy
• ■ Quantum optics and sensing
• ■ Nonlinear optics and wavelength conversion

성능 데이터

399nm 테스트 데이터 예시

461nm 테스트 데이터 예시 

480nm 테스트 데이터 예시 

Please note: using 461 nm crystals and optics. New crystals will be tested in the last week of November 2024 and should give significant increases in efficiency and power.

제품 사양

옵션

 - PDH locking 

 - Hänsch-Couillaud (HC) 

 - Fibre output

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