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フェムト秒レーザ用オートコリレータ


  • Ultrafast Interferometric Autocorrelations for 650 - 1100 nm
  • User-Adjustable Scan Range from 50 fs to 10 ps
  • Integrated Iris and Alignment Target for Easy Setup

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FSAC

Interferometric Autocorrelator

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Autocorrelator Alignment
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型番数量Description
FSAC1フェムト秒レーザ用オートコリレータ
RS1.5P3Ø1.0インチ台座付きピラーポスト、1/4”-20タップ、高さ1.5インチ(インチ規格)
RS0283Ø1インチポスト、 1/4"-20タップ穴、長さ0.28インチ(インチ規格)
VRC21可視/赤外域ビュワーカード、400~640nm、800~1700nm
CF038-P51クランプフォーク、9.5 mm(0.38インチ)ザグリ溝付き、5個入り(ミリ&インチ規格共用)
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型番数量Description
FSAC1フェムト秒レーザ用オートコリレータ
RS1.5P/M3Ø25 mm台座付きピラーポスト、M6タップ、高さ38 mm(ミリ規格)
RS7/M3Ø25 mmポスト、M6タップ穴、長さ7 mm(ミリ規格)
VRC21可視/赤外域ビュワーカード、400~640nm、800~1700nm
CF038-P51クランプフォーク、9.5 mm(0.38インチ)ザグリ溝付き、5個入り(ミリ&インチ規格共用)
アイリスとアライメントターゲットVRC2SM1の2か所にアライメント用の基準点があります。ビュワーカードVRC2(別売り)もVRC2SM1と同じ蛍光材料を使用しており、ビームの可視化が可能です。
Interferometric Autocorrelation
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こちらの干渉自己相関信号は当社のOctavius®レーザを使用して取得しました。ビームをオートコリレータに入射する前に、前置補償用としてチャープミラーUMC10-15FSを設置しています。

特長

  • 超短パルス幅の特性評価(波長:650~1100 nm)
  • 測定パルス幅:40 fs~1 ps、前置補償を行うことで15 fsまで測定可能
  • 利得は70 dBまで選択可能で、幅広い入力パワーに対応
  • インターフェログラム信号はBNCコネクタから出力
  • スキャンレート:5 Hz
  • コンパクトな設置面積:175.3 mm x 140.4 mm x 122.4 mm

当社のオートコリレータFSACは、650~1100 nmの波長域でおおよそのパルス幅を測定します。特にTi:サファイアフェムト秒レーザの解析に適しており、その主な構成要素は変形マイケルソン干渉計と、出力部の非線形ディテクタです。

BNCコネクタから出力された自己相関信号は、帯域幅が1.5 MHz以上のオシロスコープでご覧いただけます。FSACから直接出力された信号の例を右のグラフに示しています。フォトダイオードの増幅器の利得は0 dB~70 dBの範囲で選択できるため広範囲の入力光パワーに対応でき、また平均パワーとして最大150 mWまで入力できます。

筐体外側のコントロールパネルは直感的に操作しやすく、これを使って分解能や干渉縞のコントラストが最適化できます。このコントロールパネルではディレイアームのフルスキャン範囲を50 fs~10 ps(つまり±25 fs~±5 ps)の範囲で設定したり、信号強度が最大になるようにディテクタの位置をマイクロメータで調整したりできます。推奨する使用方法や使用例についてはマニュアルをご覧ください。

セットアップについて
オートコリレータFSACは、ビーム径Ø4 mm(1/e2)までの水平に偏光した入射ビームに対応しており、ビーム高は76.2 mmです。組み込まれている固定のリング作動アイリスSM1D12Dと、SM1内ネジ付きサイドポートの2か所がビームアライメントの基準点になります。サイドポートに取り付けるアライメントターゲットVRC2SM1とエンドキャップSM1CP2は付属しています。アライメントは、単純にFSACを光路内に挿入し、ビームがターゲットの中央に来るまで回転させます。フリップマウントを使用すれば、ビームをピックオフして常設の解析用として使用することも可能です。

筐体には2つのスロットが付いており、付属する2つのテーブルクランプCL5を使用してオートコリレータを固定できます。さらに底部には3つのM6 x 1.0タップ穴と、3つの1/4"-20タップ穴が付いており、ユニットを必要な高さまで上げることができます。また、ビーム高と偏光は適当なペリスコープ(例えば当社のペリスコープアセンブリRS99R/M)で調整できます。右の写真では、当社のØ1インチ(Ø25.0 mm)台座付きピラーポストを使用して、FSACの光路の高さを4.75インチ(120.7 mm)まで上げています。推奨するポスト製品については、「仕様」タブをご覧ください。

なお重要なことは、この装置で測定されるパルス幅はフォトダイオードの直前で取得されていることです。当社のチャープミラーを使用すれば光路内の分散補償も可能です。FSACの内部素子による群遅延分散は800 nmで230 fs2(公称値)です。40 fs FWHMまでの短パルスは一般に前置補償なしでも測定可能ですが、40 fsより短いパルスでは必要になります。

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正面
正面には入射ビームの設計パラメータが記載されています。
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側面
各側面の中央のスロットには、付属のテーブルクランプCL5をそれぞれ1つずつ取り付けられます。

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背面
背面のコントロールパネルには、スキャン範囲、フォトダイオードの利得、フォトダイオードの位置などを操作するためのつまみや、3つのBNC出力端子があります(「ピン配列」タブをご覧ください)。

Item #FSAC
Input Wavelength Range650 - 1100 nm
Input Pulse DurationWithout Precompensation40 fs to 1 ps (FWHM)
With Precompensationa15 fs to 1 ps (FWHM)
Full Scan Range50 fs to 10 ps
(±25 fs to ±5 ps)
Scan Rate5 Hz
Noise-Equivalent Sensitivityb0.1 W2 at 800 nm for Ø1 mm Beam (1/e2)
Input PolarizationHorizontal
Input Beam Diameter<Ø4 mm (1/e2)
Input Repetition Ratec>300 kHz
Required Sampling Rate>1.5 MHz for 10 ps Scan Range at 650 nm
>150 kHz for 1 ps Scan Range at 650 nm
Internal Dispersion
GDD230 fs2 at 800 nm (Nominal)
TOD345 fs3 at 800 nm (Nominal)
Maximum Average Input Power150 mW
Dimensions6.90" x 5.53" x 4.82"
(175.3 mm x 140.4 mm x 122.4 mm)
Room Temperature Range17 to 25 °C
  • 当社のチャープミラーのような分散補償光学素子を使用すれば、15 fsまでの短パルス測定にも使用可能です。
  • 入射レーザ光のピークパワー × 平均パワー
  • 一度インターフェログラムを取得した後は、自己相関信号で直接オシロスコープをトリガすることで、より低い入力繰り返し周波数を使用することができます。

 

Recommended Posts for Common Beam Heightsa
4.27" Beam Height
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4.75" Beam Height
Imperial Ø1" PostsThree RS1.5P Pedestal Posts with
Three RS028 Posts
Metric Ø25.0 mm PostsThree RS1.5P/M Pedestal Posts
Three RS7/M Posts
  • FSACの底部には3つのM6 x 1.0タップ穴と、3つの1/4"-20タップ穴が付いています。

パルス幅測定において系統誤差の影響を少なくするために、当社ではFSAC内蔵の光学素子(例:ビームスプリッタや集光レンズ)による分散を前置補償することをお勧めします。短パルスにおいて分散は複雑で著しい影響を及ぼすため、前置補償は15 fs~40 fsのパルス幅の測定において最も効果があります。例えば、フーリエ変換限界40 fsパルスではシステム誤差が10%以下程度になるのに対し、50 fsより長いパルスでの誤差は3%に減少します。下記では当社の超短パルス光学素子を使用して前置補償を行うためのセットアップについて説明しています。 

前置補償のセットアップは、左下の図のように入射ビームとFSACの間に設置します。このセットアップによる効果は、フェムト秒レーザOCTAVIUS-85M (旧製品)によって生成された15 fsパルスの測定結果によってシミュレーションしています。分散を前置補償する光学素子は、ビームが5回反射するよう配置したチャープミラーUMC10-15FS 2個と厚さ1 mmのInfrasil®ウィンドウUDP05で構成されています。 当社のチャープミラーの1反射により800 nmの波長では、-54 fs2の群遅延分散(GDD)が生じます。2個の銀ミラーUM05-AGは、ビームの誘導に使用されていますが、分散の前置補償には関与していません。

上記で説明したセットアップのシミュレーション結果が右下のグラフです。青い曲線は、参考値として、15 fsのチャープ無し、sech2型のフーリエ変換限界パルスの理想的なオートコリレート結果の計算値を示しています。赤い曲線は、分散が前置補償されていない15 fsパルスの測定結果、緑の曲線モデルは、前置補償された15 fsパルスの測定結果です。前置補償の有無でパルスの測定結果を比較すると、前置補償のセットアップにより分散が減少することがわかります。前置補償した15 fsパルスの予測される測定誤差は10%未満と計算されました。 


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FSAC内蔵の光学素子によりもたらされる群遅延分散を補償するためにチャープミラーを使用したセットアップ。右のグラフでは、15 fsパルスのオートコリレート測定においてこのセットアップの効果の理論的計算値を示しています。 

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オートコリレート結果(計算値):前置補償なし・前置補償ありのパルスと、
理想的なチャープ無しパルスの比較 

トリガ出力

BNCメス型

BNC Female

5 Hzのスキャンレートに同期したTTL信号を出力します。

ディレイ出力

BNCメス型

BNC Female

ディレイアームの位置に比例した信号を出力します。
-5 V~+5 V; ≥100 kΩ

フォトダイオード出力

BNCメス型

BNC Female

自己相関信号の出力
0 V~+10 V; ≥100 kΩ

付属電源用ケーブル

LUMBERG製オス型コネクタ RSMV3-657/2M

Lumberg

MATLABならびにPythonのサンプルスクリプト

下のボタンは、FSACからの干渉自己相関信号を強度自己相関信号に変換するサンプルスクリプトのダウンロードページにリンクしています。詳細についてはマニュアルのSection 5.3をご覧ください。

Software Download
Items Included with FSAC
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FSACの同梱品(付属の電源コードは表示されていません)

FSACは下記製品とともに発送されます。

  • オートコリレータFSAC
  • 取付け用クランプCL5(2)
  • 5/32インチ六角レンチ
  • 蛍光アライメントディスクVRC2SM1
  • エンドキャップSM1CP2
  • アライメント用レチクルR1DS3N
  • 電源と電源コード(日本国内用)

Posted Comments:
Jay Winkler  (posted 2019-10-18 14:09:51.25)
Can this autocorrelator be used on regeneratively amplified Ti:sapphire pulses at a repetition rate of 1 kHz if the power level is reduced to a specified level? The specifications indicate that input repetition rates below 300 kHz are possible when using triggered acquisition. What is meant by "triggered acquisition"? Also, what is the maximum pulse energy that is safe to use?
YLohia  (posted 2019-10-22 09:24:27.0)
Thank you for contacting Thorlabs. In principle, the FSAC can be used at lower repetition rates by properly synchronizing (triggering) the acquisition with the laser. At repetition rates below spec the pulses don't "sample" the interferogram densely enough. We have reached out to you directly to discuss your application further and determine the feasibility of use at 1 kHz.
Reshma Mathew  (posted 2019-06-26 18:39:19.727)
We have already purchased FSAC Autocorrelator. It's written in the power supply that the main voltage should match the line voltage switch. What does it mean? Can I use a power cord with 250 V and 6A? Will it damage the instrument? If I'm using such a power cord what will be the outcome?
YLohia  (posted 2019-06-26 04:43:14.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. We include the LDS12B power supply with this item, which has a switchable AC input voltage (100, 120, or 230 VAC). We do not recommend using this with a 3rd party power supply with 250V & 6A output specs.
ersen.beyatli  (posted 2019-03-02 08:17:34.957)
What will be the price of FSAC when you arrange the scan range between 10fs-1ps?
llamb  (posted 2019-03-07 04:11:59.0)
Thank you for contacting Thorlabs. The minimum scan range is not a limit on the minimum measurable pulse duration, so the 50 fs scan range will provide plenty of resolution for short pulses like 10 fs. We have reached out to you directly for further discussion.
ruben.criado  (posted 2017-10-26 11:21:53.173)
Can you offer the autocorrelator at 1550 nm? Thanks
tfrisch  (posted 2017-10-31 04:23:43.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly about the details of your source and our custom capabilities.

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
FSAC Support Documentation
FSACフェムト秒レーザ用オートコリレータ
¥813,710
3-5 Days
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