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

Cobolt08 レーザーは、小型DPSS(半導体励起固体)レーザーや波長安定化半導体レーザーをラインアップした狭線幅CWレーザーです。
高い信頼性を保証する思想により製造された08シリーズレーザーは、405nm~785nmの固定波長で動作し、最大500mWまでの出力が可能です。

Cobolt社製レーザーは、Cobolt社が特許を有するHTCureTM製法により 頑強かつコンパクトな密閉筺体を実現しています。レーザは高い安定性と高品質ビームを特徴とし、特にハイエンドなラマン分光器装置の厳しい要求に応えられる製品です。

Cobolt社製の08シリーズレーザーは、実験室環境にてのスタンドアローン使用から分析および測定装置などへの組込みにも最適であり、共焦点顕微鏡やフローサイトメトリーのような蛍光分析用途には理想的な製品です。

主な特長
  • 単一周波数ダイオード励起レーザー(DPL)と狭線幅ダイオード(NLD)レーザー
  • 最大出力 ~500mW
  • アイソレーター搭載(オプション)
  • 波長ラインアップ: 405 / 532 / 561 / 785 nm
  • CEマーク対応
Cobolt 08-NLD 785nm
温度サイクルでの波長安定性
Cobolt 08-DPL 532nm
典型的なスペクトル純度
典型的なビームプロファイル
08-NLD 785nm
典型的なスペクトル波長
波長別仕様
  • 405nm
  • 532nm
  • 561nm
  • 785nm
  • 405nm***(08-NLD)
    波長(nm) 405.0 ± 0.5
    出力(mW) 30
    内蔵式光学 アイソレーター yes
    光学的アイソレーション > 20 dB @ 25℃
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    スペクトル線幅(半値全幅) < 20 pm
    波長安定性(8時間以上) ± 2pm
    空間モード(TEM00) M2 < 1.3
    ビーム対称性 > 0.90:1
    開口部のビーム径(μm) 700 ± 100
    ノイズ, 250Hz – 2MHz(rms) < 0.2%
    出力安定性(8時間以上) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1
    最大ベースプレート温度 50℃
    消費電力 < 12W
    レーザーヘッド寸法 128 x 40 x 40 mm
    キーボックス寸法 82 x 56.6 x 32 mm
    インターフェイス USB / RS-232
    電源 5V, 3A

    * 160mW は光学式アイソレーター有りの場合の最大利用可能出力。200mW は光学式アイソレーターが無い場合の利用可能出力
    すべての低出力モデルは、オプションのアイソレーターの有り、無しを選択できる
    ** 典型値
    *** 開発中の製品、プロトタイプがあり

  • 532nm(08-DPL)
    波長(nm) 532.1 ± 0.3
    出力(mW) 25
    50
    100
    160* 200*
    内蔵式光学 アイソレーター yes no
    光学的アイソレーション > 20 dB @ 25℃ 該当なし
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    スペクトル線幅(半値全幅) < 20 pm < 1MHz
    波長安定性(8時間以上) ± 2pm ± 2pm
    空間モード(TEM00) M2 < 1.3
    ビーム対称性 > 0.90:1
    開口部のビーム径(μm) 700 ± 100
    ノイズ, 250Hz – 2MHz(rms) < 0.2%
    出力安定性(8時間以上) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1
    最大ベースプレート温度 50℃
    消費電力 < 12W
    レーザーヘッド寸法 128 x 40 x 40 mm 100 x 40 x 40 mm
    キーボックス寸法 43.5 x 30 x 24 mm
    インターフェイス USB
    電源 5V, 5A

    * 160mW は光学式アイソレーター有りの場合の最大利用可能出力。200mW は光学式アイソレーターが無い場合の利用可能出力
    すべての低出力モデルは、オプションのアイソレーターの有り、無しを選択できる
    ** 典型値
    *** 開発中の製品、プロトタイプがあり

  • 561nm
    波長(nm) 561.2 ± 0.3
    出力(mW) 25
    50
    100
    内蔵式光学 アイソレーター no
    光学的アイソレーション 該当なし
    ビーム拡がり角(全角, mrad) < 1.2
    スペクトル線幅(半値全幅) < 1 MHz
    波長安定性(8時間以上) ± 2pm
    空間モード(TEM00) M2 < 1.1
    ビーム対称性 > 0.95:1
    開口部のビーム径(μm) 700 ± 70
    ノイズ, 250Hz – 2MHz(rms) < 0.25% (典型値 < 0.15 %)
    出力安定性(8時間以上) < 2%
    偏光消光比(PER) > 100:1
    最大ベースプレート温度 50℃
    消費電力 < 20W
    レーザーヘッド寸法 100 x 40 x 40 mm
    キーボックス寸法 43.5 x 30 x 24 mm
    インターフェイス USB
    電源 5V, 5A

    * 160mW は光学式アイソレーター有りの場合の最大利用可能出力。200mW は光学式アイソレーターが無い場合の利用可能出力
    すべての低出力モデルは、オプションのアイソレーターの有り、無しを選択できる
    ** 典型値
    *** 開発中の製品、プロトタイプがあり

  • 785nm(08-NLD)
    波長(nm) 784.8 ± 0.5
    出力(mW) 500
    内蔵式光学 アイソレーター yes
    光学的アイソレーション > 20 dB @ 25℃
    ビーム拡がり角(全角, mrad) 水平: < 20
    垂直: < 2.5
    スペクトル線幅(半値全幅) < 40 pm**
    波長安定性(8時間以上) ± 2pm
    空間モード(TEM00) マルチモード
    ビーム対称性 該当なし
    開口部のビーム径(μm) 水平: 1.4 ± 0.2 mm
    垂直: 1.7 ± 0.2 mm
    ノイズ, 250Hz – 2MHz(rms) < 0.5%
    出力安定性(8時間以上) < 1%
    偏光消光比(PER) > 100:1
    最大ベースプレート温度 55℃
    消費電力 < 15W
    レーザーヘッド寸法 128 x 40 x 40 mm
    キーボックス寸法 43.5 x 30 x 24 mm
    インターフェイス USB
    電源 5V, 3A

    * 160mW は光学式アイソレーター有りの場合の最大利用可能出力。200mW は光学式アイソレーターが無い場合の利用可能出力
    すべての低出力モデルは、オプションのアイソレーターの有り、無しを選択できる
    ** 典型値
    *** 開発中の製品、プロトタイプがあり

モデル番号 CDRH/CE
(キー付きコントロールボックス搭載)
OEM
(自動スタート・モード)
USB wavl-08-X1-pwr-100 wavl-08-X1-pwr-200
RS-232 wavl-08-X1-pwr-300 wavl-08-X1-pwr-400
保証期間 1年間(稼働時間制限無し)

モデル番号 wavel-08-01がアイソレーターの無いタイプであり、wavel-08-11がアイソレーター有りのタイプを示す

機械仕様
電源インターフェース(405nm)
インターフェース 場所 コネクター
入力電源 レーザーヘッド DCプラグ2.5mm / 5.5mm メス
リモートインターロックコネクタ レーザーヘッド 2.5mm オーディオ
データポート レーザーヘッド USBminiB
キーコントロールボックス レーザーヘッド VGA D-SUB 15ピン
レーザーヘッド キーボックス VGA D-SUB 15ピン
ON/OFF Modulation キーボックス 3.5mm オーディオ
RS-232 キーボックス D-SUB 9ピン
電源インターフェース(532 – 785nm)
インターフェース 場所 コネクター
入力電源 レーザーヘッド DCプラグ2.5mm / 5.5mm メス
リモートインターロックコネクタ レーザーヘッド OEM:Molex ピン 1 & 2
データポート レーザーヘッド USBminiB
キーコントロールコネクタ レーザーヘッド Molex 6ピン オス
レーザーヘッドコネクタ キーボックス Molex 6ピン オス
リモートインターロックコネクタ キーボックス CDRH:3.5mm オーディオ
オプション&アクセサリー
  • ファイバーカップリングマウント
  • レーザーヘッドヒートシンク
  • CDRH準拠キースイッチボックス
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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