Alpes QCL常见问题与回答

本文（量子级联激光器FAQ）汇总了一些使用Alpes量子级联激光器过程中的可能会遇到的QCL常见问题，并给出了对应的解答。

1. 在LLH中，从激光刻面到ZnSe窗口的距离是多少?

窗口厚度为2.0±0.1mm，激光面到窗片外表面的距离4.5±0.5mm，到窗片的内表面距离2.5±0.5mm。该窗片位置是嵌进LLH前表面1.0±0.2mm。

2. 如何从LLH的连接5和6读取激光器的电压输出?

当测量脉冲激光器的数据表以评估激光器中的真实功耗时，使用这些连接。在实践中，使用激光器不需要他们，因为电流是激光器操作的决定性参数。如果无论如何都需要电压监视，您可以使用LEMO推拉连接器HGP.00.250.CTLPV接到这些引脚，可在电子零件经销商获取。Alpes不为这些连接器提供电缆。

3. QCL的线宽/频率噪声是多少?

在kHz量级，QCL的瞬时线宽可以是非常低的。然而实际上，系统的全部噪声几乎总是由电流驱动的噪声和/或温度噪声给出，当外部噪声远高于本底噪声时，可以将QCL视为理想的传感器，并从数据表中计算有效振幅或频谱噪声。

4. QCL会受到光反馈的影响吗?

QCL的正面只有20到50平方微米。进入小平面的任何光学反馈都需要求光学系统有足够好的对准，以将反射光耦合到该表面，这在实践中限制了大型系统的反馈。此外，我们的HHL设备使用一个带有角度的窗口，以避免反射光对QCL的影响。最后，QCL在反馈存在的情况下的工作稳定性是较好的。

5. 如何持取或搭载一个Alpes量子级联激光器?

QCL最精细的部分是激光芯片本身和连接到陶瓷焊盘的键合处。因此，QCL应该只允许触摸铜载体(远离激光芯片和键合处)，或在陶瓷垫(再次远离键合连接处)。要将OCL插入或取出入门套件外壳，请用锡子从上面轻轻抓住陶瓷垫，并尽可能将CL平放在稳定的表面上特别注意不要触摸键合处的位置，也不要触摸激光芯片本身，因为这会立即损坏QCL。手册第7章可以找到更详细的说明。

要记住的最重要的两点是:

-避免QCL的正面接触任何物体(如存放QCL的盒子的墙壁)；

-切勿让水滴凝结在QCL上

6. 脉冲QCL允许的脉冲长度是多少?

脉冲QCL随数据表一起交付。通常情况下，激光器测试使用50ns的脉冲长度。如果你希望使用更短的脉冲。你可以这样做，激光器将如数据表所示反应，在固定的重复率下，平均功率相应降低。LDD驱动器可实现的最短脉冲长度为22ns。较长的脉冲宽度将加热激光器，并引起脉冲内的啁啾和峰值功率的下降。如果您打算使用更长的脉冲宽度，这应该在购买时指定。可以制作一个特殊的数据表。

如果使用脉冲宽度超过数据表中规定的数值，则有可能导致保修失效

如果你想冒这个险，一个好的方法是使用超快光电检测器(例如，MCT光电导探测器)，慢慢增加脉冲宽度。最大有效脉冲长度是脉冲结束时的瞬时功率为开始时功率的50%的长度

7. CW QCL允许的脉冲长度是多少?

CW QCL仅在连续激励下进行测试，其中任何长于1毫秒的脉冲都被视为“连续”。数据表上显示的性能是在稳定状态下的性能，并没有考虑在这第一毫秒发生的瞬态效应。也可以在这些激光器上使用任何较短长度的脉冲激励，请记住:

-峰值开始时的波长会比连续波长短

-信号将显示啁啾

-啁啾的强度可以随激光器的不同而变化

-不能保证激光器是短脉冲下的单模

8. 应该使用什么类型的水冷机组来冷却LLH?

所采用的精确冷却方案不仅取决于所使用的激光芯片，而且取决于其最常用的参数。在高于15°C的温度下使用的低最大电流芯片根本不需要任何额外的冷却，而在-30℃时，为达到目标波长而采用高阈值电流，芯片则需要强的冷却方案。尽管如此，在15-20℃的温度范用内，使用0.3L/min的水流量对于大多数实际用途来说都是足够的。

9. HHL需要什么类型的冷却?

HHL中有两个热量来源：激光器本身产生的热量(可从规格表中获得)，以及温度控制器（TEC）产生的热量(等于其功耗并取决于激光芯片和HHL基板之间的温差)这些功率之和可以达到40W，并且必须从基板上消散。典型规格要求底板保持在20°C的温度之下。虽然在任何情况下都需要将基板连接到散热器，但可以使用不同类型的散热方法，从被动冷却到空气冷却再到水冷却。该HHL旨在通过提供一个最小的平面接口，在您的系统设计中允许最大的灵活性。但是应该注意的是，只有底部基板被直接加热并设计为连接到散热器上。在HHL的顶板上附加任何东西是不建议的，也不是有用的

10. 我可以焊接激光底座吗?

为了保护激光器上的涂层并避免熔化某些底座上使用的钢焊料，不建议将底座加热到高于100°C的温度，即使是暂时的。

11. 我无法使用提供的软件连接S-2驱动程序

所提供的控制软件不是一个完全的驱动程序，而是一个允许您访问硬件的控制面板。您的计算机系统必须允许访问此硬件才能使用它。此类访问可能取决于您的特定系统，Alpes无法保证您的计算机正常工作。尽管如此，如果您无法看到或使用端口，您可以遵循以下一般指导原则:

-电路板上是否有红色LED灯点亮(如果您使用的是不带保护盒的OEM版本，则可看到)？如果不是，请检查电源连接。

-如果您使用USB-to-seria适配器，虽然大多数配置文件通常会自动识别此设备，但它可能尚未安装在您的机器上。您可以下载驱动程序在http://wwwftdichip.com/Drivers/VCPhtm：按照网站上的说明进行操作。

-在linux环境下，如果缺少库，安装libxcb-xinerama0(通过apt-get)应该会有帮助

-如果您可以看到正确的端口，但连接按钮不起作用。您可能无法问该端口。使用admin权限启动软件(即在linux下使用sudo)可能会有所帮助

12. 为什么激光器的数据表与我在网站上选择的数据表不同?

网站上显示的数据表是在底座上进行的测量。当激光器被封装时，底座被直接焊接到热电冷却器上，有时提高了热性能。在装运前立即进行一次新的测量，并进行最终性能测试。

13. QCL芯片的典型使用寿命是多少?

每台激光器在交付前都经过多次测试，以确保其具有适当的预期寿命。我们可以分享一些QCL寿命评估和测试的信息。

测试的第一个层次是在晶圆级。当一个新的芯片被制造出来。在一台激光器出售之前，要对多个设备进行不同级别的测试（棒杆测试和安装激光器特性测试)。这确保了不会影响所有的激光器生产。

此外，每台激光器都要单独进行多次测试，这些测试的结果记录在每台激光器独有的数据表上。每台激光器在装运前都经过重新测试。因此，每台发货的激光器在您收到之前都将在不同的日期进行多次测试，以确保质量。

偶尔会选择一些激光器进行长时间测试。一些已经测试了高达32000小时的连续运行，Alpes的最大性能没有退化。这项外部研究已经运行了超过150万个器件小时，发现在25°C的散热温度下工作的量子级联激光器的平均故障时间预计为809,000小时或连续运行92年。此外，Alpes的用户报告说，激光器在野外工作了很长时间。一个具体的例子可以在本文中找到，它描述了一个实验，运行了4年不间断的性能没有下降。

除了激光芯片MTTF，一个典型的激光封装包含其他部分，可以随着时间的推移退化。特别是，Peltier冷却器的性能会随着时间的推移而下降，可达到的最冷温度会慢慢升高。此外，芯片到底座的焊料可能会退化，这将影响达到特定波长的有效操作温度。这些影响是缓慢的，如果在保修期内不再达到规格，可以通过重新封装芯片来逆转修复。根据设计，封装的激光器应在其规格范围内保持长达5年

14. 我的激光束的偏振度是多少?

QCL的发射始终是线性极化的，电场垂直于层(和铜基座，因为子带间跃迁具有量子力学选择规律。在桌子上放置铜底座或HHL底座时，光以垂直偏振方式发射。在外腔激光组件中，芯片垂直安装，偏振输出是水平的。然而对于ICL来说，电场总是与基底平行，所以对于基座或HHL来说辐射场是水平极化的，在外腔激光组件中是垂直极化的。

15. 我的激光束的空间模式是什么?

我们所有的库存激光器有一个单一的空间模式。该模式是典型的高斯TEM00模式。如果这是您的应用中的特定要求，请务必要求进行模式测量，因为空间模式不会由我们自动进行具体测量。

16. 我的激光束的发散度是多少?

单极激光器的设计是围绕一个严格限制的波导。为这个原因。光束在输出面有很强的衍射，并且垂直于层有大约60度的发散角，平行于层有大约40度的发散角(见下图)。光学器件通常会收集子底座上或LLH封装中激光器发射的输出功率的大约70%。注意，收集的输出功率将随收光器件的f数的平方而减小。

典型的未准直QCL的光束轮廓

我们的TO3-L和HHL封装的QCL由一个高数值孔径(NA0.85)非球面透镜做准直，以最大限度地提高收集效率。束腰直径在封装输出处为≤4mm，1/e^2发散角≤6 mrad（对于高功率吧设备来说更大），而对TO-3则为≤10 mrad。下图的典型准直QCL在波长为8μm时显示了良好的光束质量。

准直QCL的典型光束截面轮廓

17. Alpes Lasers遵循哪些国际和全球政策?

Alpes激光公司。一家端士的红外激光产品制造商，致力以道德，合法，环境友好和社会责任的行为开展其业务。我们的所有活动均遵守所有适用的国内和国际法律和法规、行业标准以及所有其他相关的法定要求，无论这些要求是否规定了最高的行为标准。我们的行为遵循国际公认的原则，如《世界人权宣言》、《联合国工商业与人权指导原则》、《联合国全球约》、《经合组织跨国企业准则》和国际劳工组织的基本公约。

希望本篇量子级联激光器FAQ汇总的QCL常见问题能有帮助。