コボルト社(Cobolt)小型狭線幅レーザー 08シリーズ

メーカー:
Cobolt

Cobolt 08-01 シリーズ

Cobolt 08-01 シリーズ
小型狭線幅CWレーザー

Cobolt社製の08-01シリーズは、最大出力500mW、405 nm〜1064 nmの固定波長範囲で動作する狭線幅CWレーザーで、ダイオード励起レーザー(DPL)とNLD(周波数安定化ダイオードレーザー)があります。
08-01シリーズレーザーは、最高の信頼性を保証するように設計及び製造されています。

Cobolt社製のレーザーは独自のHTCureTM製法により 高堅牢性のコンパクトな筺体を実現しています。レーザーは、安定した高品質ビームと高信頼性のスペクトル特性を有し、ラマン分光法や干渉計測などの高安定・狭線幅スペクトルが必須条件となる高度な分析用途に最適です。

Cobolt社製の08-01シリーズレーザーは、単体での実験装置として使用するようにできていますが、小型設計で、かつ駆動および制御用エレクトロニクス部品を完全統合しているので、分析装置におけるOEM製品としての組み込みにも最適です。

主な特長
  • CW(連続発振)出力が最大400mWの単一周波数ダイオード励起レーザー(DPL)及び狭線幅ダイオードレーザー(NLD)
  • 高スペクトル安定性と低ドリフト特性
  • 高サイドモード抑圧比(SMSR)を維持するために、スペクトル解析フィルタを搭載
  • アイソレーター搭載:光学フィードバックの影響なし
  • 高堅牢性の密閉筺体 及び 現場で実証済みの高信頼性
  • 対応波長:405nm, 457nm, 473nm, 515nm, 532nm, 561nm, 633nm, 660nm, 785nm, 1064nm
Cobolt 08-DPL 532 nm
典型的なスペクトル純度 > 80 dB(@主ピークから0.1nm)
08-NLD(マルチモード) ESP(スペクトル純度がさらに向上)785nm
典型的なスペクトル純度 > 60 dB(@主ピークから0.3nm)
Cobolt 08-NLD 633 nm
典型的な波長安定性 vs ベースプレート温度
波長別仕様
  • 405nm
  • 457nm
  • 473nm
  • 515nm
  • 532nm
  • 561nm
  • 633nm
  • 660nm
  • 785nm
  • 1064nm
  • 405nm(08-NLD)
    中心波長(nm) 405.0 ± 0.5
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    n/a [30]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 該当なし [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1 pm
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 40 dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80 dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.3
    ビーム対称性 > 0.90:1
    出射口のビーム径 700 ± 100µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.2%
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 12W
    電源要件 5 V / 3 A
    保証期間 2年間
  • 457nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 457.0 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    30 [25]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 1% [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80 dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%, (典型値 < 0.15%)
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 473nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 473.0 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    50[40]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 10 % [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80 dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%, (典型値 < 0.15%)
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 515nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 514.4 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    50[50]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 10 % [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80 dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%, (典型値 < 0.15%)
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 532nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 532.1 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    25[25]
    50[50]
    100[100]
    200[160]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 10% [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%, (典型値 < 0.15%)
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 561nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 561.2 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    25[該当なし]
    50[該当なし]
    100[該当なし]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 1 % [該当なし]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%, (典型値 < 0.15%)
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 633nm(08-NLD)
    中心波長(nm) 632.8 ± 0.5
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    該当なし [30]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 該当なし [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1pm
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 40dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.6
    空間モード M2 < 1.3
    ビーム対称性 > 0.90:1
    出射口のビーム径 700 ± 100µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.2%
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 12W
    電源要件 5V / 3A
    保証期間 1年間
  • 660nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 659.6 ± 0.3
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    50[50]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 1% [100%]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.5
    空間モード M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 700 ± 70µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
  • 785nm(08-NLD)
      08-NLD 08-NLD(M) 08-NLD(M) ESP
    中心波長(nm) 784.8 ± 0.5
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    該当なし[120] 該当なし[500] 該当なし[400]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 該当なし[ 100 %]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1 pm < 70pm
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)@主ピークから±>0.5nm > 40dB > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)@主ピークから±>5nm > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm 該当なし
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 2.0 水平 : < 15
    垂直 : < 3
    空間モード M2 < 1.3 マルチモード
    ビーム対称性 > 0.90:1 該当なし
    出射口のビーム径 700 ± 100 µm 水平: 1.4 ± 0.2 mm
    垂直: 1.7 ± 0.2 mm
    水平: 1.6 ± 0.3 mm
    垂直: 1.2 ± 0.2 mm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.2% < 0.25%
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2% < 1%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 12W < 15W
    電源要件 5V / 3A
    保証期間 1年間
  • 1064nm(08-DPL)
    中心波長(nm) 1064.2 ± 0.6
    出力(mW)
    アイソレータ無[アイソレータ有]
    400 [該当なし]
    内蔵アイソレータの有無
    光学フィードバックの最大値 10% [該当なし]
    スペクトル帯域幅(半値全幅) < 1MHz
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>0.5nm
    > 60dB
    スペクトル純度(側波帯抑圧比)
    @主ピークから±>5nm
    > 80dB
    波長安定性(8時間以上 ±3℃) < 1 pm
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.8
    空間モード M2 < 1.3
    ビーム対称性 > 0.95:1
    出射口のビーム径 1000 ± 100µm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz (rms) < 0.25%
    8時間以上の出力安定性(±3℃) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1, 垂直
    全システム消費電力 < 20W
    電源要件 5V / 5A
    保証期間 2年間
機械仕様
ファイバカップリングバージョンの仕様(オプション)-マルチモードファイバ搭載
532 785
カップリング効率(推奨ファイバで測定) > 60 % > 70 %
ファイバコネクタの種類 FC/PC型, ナローキー
公称値の開口数(NA) 0.22
ファイバの種類 マルチモード
ファイバ長 2 m
保証期間 製造上、瑕疵がないことを1年間保証する
ファイバカップリングバージョンの仕様(オプション)-シングルモードファイバ搭載
405 – 660 nm 785 nm 1064 nm
カップリング効率(推奨ファイバで測定) > 50 %
ファイバコネクタの種類 FC/APC型, ナローキー
公称値の開口数(NA) 0.11 0.12
ファイバの種類 シングルモード/偏波保持
ファイバ長 2 m
保証期間 製造上、瑕疵がないことを1年間保証する
電気的インターフェイス
08-NLDレーザーヘッド
08-DPL+08-NLDMレーザーヘッド
VGA端子15ピン(キーコントロールボックスに接続)
ピン 機能
1 LED1 (レーザー on)
2 LED2 (エラー)
3 未使用
4 0V(リファレンスピン)
5 キースイッチ
6 リモートインターロック
7 RS-232送信
8 RS-233送信
9 スペア
10 0V GND(リファレンスピン:15)
11 直接オン/オフ
12 未使用
13 未使用
14 未使用
15 キーボックスに+5V
Molex社製6ピン(キーコントロールボックスに接続)
ピン 機能
1 リモートインターロック
2 0V – グラウンド
3 直接オン/オフ(+5V入力)
4 キースイッチ
5 LED 1 (レーザー on)
6 LED 2 (エラー)
通信インターフェイス
通信 USB又はRS-232
標準的なボーレート 115200bps
オプション&アクセサリー
  • C-FLEX社製レーザーコンバイナ
  • レーザーヘッド用ヒートシンク HS-03
  • 能動的温度制御用TEC冷却プレート
  • ファイバーカップリング用取り付けプレート(FIC-06)
カタログ
Cobolt社 08シリーズ
英文
和文
アプリケーション

アプリケーション・ノート

一瞬の現象をとらえる
触媒中間体の発生プロセスを、高速785nm近赤外・ラマン分光法で、キャッチする

「光の非弾性散乱」または、ラマン効果は、1928年にC.V.ラマンによって発見され、これにより彼は1930年にノーベル賞を受賞しました。しかし、材料や生命科学の応用から医療分野にわたってほぼ普遍的に応用可能な分析技術として、ラマン分光の可能性が注目されるようになったのは、わずかここ20年です。これは小型化したレーザー光源、高感度カメラ、高分解能をもつコンパクトな分光器を利用できるようになったことが主な理由です。

触媒活性化における過度種をキャッチ

量子効率が約40%から0%に下がった近赤外領域(800nm~1050nm)における検出器の欠点は、785nmラマン分光法の主な弱点です。通常、SN比を向上させるには、長時間の測定(露光)やスペクトルの平均化処理が必要ですが、しかしこの方法では時間分解能を大幅に低下させ(分単位)、数100ミリ秒だけしか存在しない化合物の微弱な信号を検出することはできません。裏面入射型CCDのような、より効果的な近赤外検出器を使用しても、エタロン効果の影響があり、それを押さえることができず、この問題を解決することはできません。この弱点から回避するためには、効果的な集光光学系と、何よりもレーザー光の光束を大きくする必要があります。安定動作が可能な高出力レーザー(試料に500mW 照射)や、試料の損傷を抑えつつ集光のための大きな共焦点容量が確保できれば、スペクトルごとの時間分解能を100ミリ秒レベルまで短くすることができます。

例えば、プレ触媒を含む溶液にH₂O₂を加える酸化反応があります。この反応では、たった0.25mMのプレ触媒しかありませんが、これはラマン分光で検出するレベルをはるかに下回ります。しかし785nmで吸収があることから、そのスペクトルは共鳴的に強化されます。そこにH₂O₂が加えられて、最終的に250mMになりますが、時間をかけて徐々に減少します。
しかしながら、H₂O₂を加えた1秒以内に、プレ触媒は活性化し、その中間体が最大密度が0.05mMになったときに0.5秒のみ存在します。さらにプレ触媒の吸収バンドが、785nm近辺にあるため、その共鳴でラマンスペクトラムが約10000倍強化されました。
このことはSN比の高いスペクトラムが、200m秒感覚で記録できたことによってのみ観察することができたのです。

ラマン分光のためのレーザー

ラマン分光に使用されている最もポピュラーな波長は785nmです。といいますのは、この波長は、ベストなバランスを与えてくれます。それは、蛍光の発光を避け、サンプルによるレーザー光の吸収があり、すなわちラマン散乱があり、したがって熱効果があり、検出器の感度での制限、などのバランスです。
しかしながら、波長の選択は、個々の応用に強く依存します。一般には、短い波長は、より頻繁に蛍光にします。しかし、ラマン散乱の強度は2次関数的に大きくなります。(強度は1/λ4に依存)。
逆に長い波長は、蛍光は少なくなりますが、信号が小さくなります。さらに、785nmは、シリコン検出器の感度の端に位置している。以前は、例えばもっと高価なInGaAsをベースにした検出器で、励起光も1064nmを使用していた。同時に近赤外領域は、水で光が吸収されることもあり、長い励起波長を使用する長所が少なかった。そのため、適切なレーザー励起波長の選択は、使用可能なラマンスペクトラムを集光するチャンスを伸ばすためには極めて重要です。
785nmで使用できるレーザーはダイオードレーザーです。しかしながら、狭ライン幅がラマン分光には重要です。<3 cm-1が、固体や液体の凝縮相で必要です。ガスではもっと狭いライン幅が必要です。
この狭さは、785nmダイオードレーザーの外部にVGR(Volume Bragg Grating)などの部品を付加して得られます。ライン幅は<40pm(<0.65cm-1)が得られ、レーザー出力は500mWです。

結論

高速プロセスと低速プロレスを同時に取り込むことができ、高時間分解能と高SN比を得るために、高安定で高出力の近赤外レーザーの使用が極めて重要である。

さらに、ラマンスペクトラムは、励起レーザーの波長に正確に依存しています。すなわち、ラマンスペクトラムは、波長分散スペクトラムとして記録され、その後ラマンシフトとして変換されます。(励起ラインからのΔcm-1)。そのため波長の安定性は極めて重要で、ラマンスペクトラムが測定の最中または各測定間で変化しないことです。
最後に、致命的な問題になりうる後方反射は避けなければならない。それは、光学アイソレーターとスペクトルクリーンアップフィルターを使用することで、ラマンスペクトラムと干渉するであろう、弱い付加的なラインを除去することで可能になります。
Cobolt社の08-NLDレーザーは、すべてのこの重要な特性を、コンパクトなフットプリントの中で実現し、その信頼性をHTcureという独自の製造方法によって保障しています。

著者:Dr.Duepen Unjaroen、Prof.Dr.Wesley R.Browne、Univ.of Groningen, オランダ
Dr.Elizabeth llly, Cobolt, スウェーデン

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