powerMIR

Die Laser der powerMIR-Produktreihe basieren auf den Fabry-Pérot-Quantenkaskadenlasern. Die powerMIR Laser emittieren mit einer gewünschten Wellenlänge in den zwei Transmissionsbanden der Atmosphäre, also von 3-5 µm (5000 – 2000 cm-1) und 8-12 µm (1250 – 833 cm-1). Die Laser werden in Frankreich hergestellt, sie sind ITAR-Frei und verfügen über hervorragende Leistung und Wirkungsgrade am Netzstecker (sog. „wall-plug efficiency“). Sie können gepulst oder im Dauerstrich(CW)-Mode betrieben werden. Die kurzen Pulse – typischerweise von 20 bis 500 ns – werden bei den powerMIRs bevorzugt und können 1 bis 2 Watt mit einem typischen Durchschnitts-Betriebszyklus („Duty Cycle“) von 50% emittieren.

Vorteile
  • ITAR-freie Technologie
  • Quasi-Dauerstrich(QCW)-Modus für erhöhte Wirkungsgrade am Netzstecker (sog. „wall-plug efficiency“) mit reduzierter Wärmeableitung
  • Optional: kreisförmiger Laserstrahl zur Reduzierung der Strahlformung
Konfigurationen

powerMIR-Laser sind in verschiedenen Laser-System-Konfigurationen erhältlich, unter anderem als Plug-and-Play Benchtop Turnkey System, powerMIR OEM (POEM)-Modul oder als reine HHL-gepackten Laser.

HHL-gepackte Laser
Die High-Heat-Load(HHL)–gepackten Laser mit integriertem TEC-Element und Thermistor zur Steuerung der Chip-Temperatur und integrierter Linse zur Laserstrahl-Kollimierung sind für Kunden geeignet, die nur den reinen Laser kaufen möchten. Die Laser werden während des Herstellungsprozess eingebrannt, um eine langfristige Leistungs- und Wellenlängenstabilität zu gewährleisten. Die Laser sind hermetisch versiegelt und mit Trockenstickstoff gefüllt. Diese HHL-Laser besitzen eine robuste Verpackung für harsche Umgebungen.

powerMIR-OEM-Modul (HHL-Laser + OEM driver Modul)
Die POEM-Module eignen sich für diejenigen, die die Laser in ein bereits bestehendes Produkt integrieren wollen. Die POEM-Module umfassen einen PCB-Treiber mit verbundenem HHL-Laser. Da die Systeme eine OEM-Teilkomponente darstellen, die in ein größeres Gesamtsystem integriert wird, besitzt diese Komponente keine CE-Zertifizierung. Die Verantwortung für den Einsatz des nicht CE-gekennzeichneten Lasers im Laboralltag liegt daher beim Kunden.
Der Treiber beinhaltet die Temperatur- und Stromregelung. Die integrierte Firmware schützt den Laser. Elektrische Pulsbreiten von weniger als 10 ns können erhalten werden.
Die OEM-Module können durch die mitgelieferte Windows-Software oder über die Modbus-Kommunikation mit RS485 gesteuert werden. Mit einem Überwachungscomputer können mehrere Systeme für eine Leistungskombination gesteuert und synchronisiert werden.

Plug-and-Play Benchtop Turnkey System
Das Plug-and-Play Benchtop Turnkey System kann Temperatur, Strom und Luftkühlung über die Windows-Software regeln und somit einen Laserschaden verhindern. Die Laserleistung kann über die Software oder das externe TTL-Signal moduliert werden. Laserleistungen von mehr als 800 mW und Pulsbreiten bis zu 10 ns und Quasi-Dauerstrich(QCW)-Moden können mit dem Turnkey System betrieben werden.
Das System kann zwei Laserköpfe gleichzeitig steuern und mit einem roten Alignment-Laser ausgestattet werden. Dieses vollwertige System ist CE-Zertifiziert und besitzt einen Interlock.

Konfigurationen – Übersicht
HHLOEMTurnkey
Collimating lens inside the package
Built-in thermistor and thermoelectric cooler (TEC) inside the package
Sealed atmosphere package
OEM integration
Plug and play
Multiple laser heads
Red beam alignment
Air cooling
Manual shutter & safety key
User friendly software
Temperature control of QCL chip
MODBUS control
Software or TTL power modulation
Down to 10 ns of electrical pulsewidth
252-points modulation envelope that the user can customize
Was sind Fabry-Pérot QCLs?

Fabry-Pérot Quantenkaskadenlaser sind die am einfachsten realisierbaren Kavitäten bei den QCLs. Sie haben eine am Laserchip integrierte Linse und besitzen daher eher eine multimodale Emission.
Im Allgemeinen emittieren Quantenkaskadenlaser im mittleren Infrarot. Das Besondere an ihnen ist, dass

  • das Elektron aufgrund der kaskadenartigen Struktur durch die Struktur wandert (keine Elektronen-Loch-Rekombination)
  • das Elektron recycelt wird
  • und somit ein Elektron mehrere Elektronen rauschleudern kann

Der QCL besteht aus einer Aktiven/Gain (hier findet die Inversionspopulation statt) und einer Injektion/Relaxation (Elektronen werden recycelt), welche mehrmals wiederholt werden.

Welcher Laser-Sicherheitsklasse hat mein powerMIR-Laser?

Die Laser-Schutzklasse für die POEM und Turnkey-Systeme kann in der nachfolgenden Tabelle gesehen werden; für die HHL-Laser wird keine Schutzklasse angegeben. Die Lasersicherheitsklasse des gepulsten Lasers ist abhängig von der durchschnittlichen optischen Ausgangsleistung.


Optical power levelSafety class
> 500mWClass 4
Between 50mW and 500mWClass 3B
Between 10mW and 50mWClass 3R
< 10mWClass 1