光スペクトラムアナライザー(光スペアナ、OSA)


  • Dual-Function Broadband Spectrometer and Wavelength Meter
  • 1.9 GHz or 7.5 GHz Resolution Models
  • Six Models Available for Wavelengths from 350 nm to 12.0 µm
  • FC/PC Fiber Connector and Free-Space Optical Inputs

OSA202C

600 - 1700 nm,
7.5 GHz Resolution


All OSAs include a Windows® laptop with our data collection and analysis software.

Redstone™ OSA305

1.0 µm - 5.6 µm,
1.9 GHz Resolution

Related Items


Please Wait

ご購入前のサポート

当社の光スペクトラムアナライザがお客様のニーズにお応えできるかどうかを事前にご確認いただくため、下記のサービスをご提供しています。

  • お客様の研究室へのデモ機貸出(機種に限りがございます)
  • サンプル測定
  • お客様の用途への適合性判定
  • ソフトウェアの「バーチャルデバイス」モードのデモンストレーション(「ソフトウェア」タブ参照)

これらのモデルがお客様のニーズに合わない場合、特定の用途に適したOSAのカスタマイズのご相談を承ります。以下はカスタマイズ例になります。

  • 入力レセプタクルの交換
  • 波長範囲の微調整
  • 追加のテストプロトコル
  • ノート型パソコン無しのパッケージ

上記のサービスをご希望の際は、当社までお問い合わせください。

Quick Comparisona
Item #OSA20xCRedstone™
Noise FloorbAbsolute Power Graph
Absolute Power


Power Density Graph
Power Density
Resolution (pm)cResolution in Spectrometer Mode Graph
Click to Enlarge
Spectral Resolution7.5 GHz (0.25 cm-1)1.9 GHz (0.063 cm-1)
Spectral Accuracy±2 ppm±0.2 ppm
Wavelength Meter Accuracy±1 ppm±0.5 ppm
Power Level Accuracy±1 dB±0.4 dB
Optical Rejection Ratio30 dB40 dB
Polarization Dependence±1 dB±0.1 dB
Free-Space Input
(Collimated Beams)
≤ Ø6 mm≤ Ø10 mm
Input Fiber CompatibilityFC/PC Connectors as Standard
Dimensions320 mm x 149 mm x 475 mm
(12.6" x 5.9" x 18.7")
541 mm x 224 mm x 533 mm
(21.3" x 8.9" x 21.0")
Weight20 lbs (10 kg)58.4 lbs (26.5 kg)
Feature Comparison
Alignment Laser
Optional Purging
GUI with Analysis Tools
Accessible Calibration Laser-
External Trigger-
Multi-Detector Configuration-
Piezoelectric Beam
Path Optimization
-
  • 各モデルの詳細については「仕様」タブをご覧ください。
  • 絶対パワーモードは狭帯域光源に対して使用し、パワー密度モードは広帯域光源に対して使用することをお勧めします。
  • スペクトル測定モードでの分解能。値の計算に関する詳細は「設計」タブをご覧ください。

特長

  • 一般的な用途向け(OSA20xC)と高性能(Redstone™ OSA305)のモデルをご用意
  • スペクトル測定モードでの分解能
  • 波長計モードでの分解能: 0.1 ppm(線幅<10 GHzの光源のみ)
  • マイケルソン干渉計とフーリエ変換によってスペクトルを取得
  • 自由空間入力(ケージシステム対応)とFC/PCコネクタによるファイバ入力
  • 必要なソフトウェアがインストールされた付属のWindows®ノート型パソコンによって操作
    • シンプルかつ直観的で、応答性に優れたユーザーインターフェイス
    • リアルタイムでの演算および統計分析機能

当社の光スペクトラムアナライザ(光スペアナ、OSA)は、高い精度でのスペクトル測定が可能です。この装置はベンチトップ型で、ファイバ出力光源および自由空間光源に対応し、通信信号のスペクトル測定や利得チップのファブリペローモードの測定、ガス吸収線の特定など幅広い用途に適しています。当社では、高い更新レートと中程度の分解能を有する一般用途向けのOSA20xCと、広いダイナミックレンジと高い分解能を有する高性能なRedstone™ OSA305の2種類のモデルをご用意しています。

当社のOSAは、走査型マイケルソン干渉計を用い、得られたデータをフーリエ変換することによってスペクトルを取得します。これにより、高精度波長計モードでは有効数字7ケタで±1 ppmの精度が得られ、取得したスペクトルの安定した統計・解析が可能になります。また、1走査ごとに広帯域のスペクトル測定が可能です。OSA20xCには波長基準として周波数安定化HeNeレーザ(632.9918 nm)が内蔵されており、±2 ppmの波長確度を保証します。Redstone OSA305には、周波数基準光源(1532.8323 nm)が内蔵されており、±0.2 ppmまでの波長確度を実現します。

当社のスペクトラムアナライザOSA20xCシリーズでは、7.5 GHz(0.25 cm-1)のスペクトル分解能および30 dBの光除去比を有する5種類の波長範囲用に最適化されています。Redstoneは高い光分解能または感度が必要とされる用途向けに設計されており、幅広い波長域にわたり1.9 GHz(0.063 cm-1)の分解能での測定を可能にするディテクタが2つ付いています。また、ノイズフロアは光除去比40 dBとなっています。干渉計の設計についての詳細は、「設計」タブをご覧ください。

この装置は連続(CW)光の測定用に設計されていますが、用途によってはパルス光にもご使用いただけます。詳細については「パルス光源」のタブをご覧ください。当社の標準品のOSAは、蛍光実験やラマン分光で検出するような小信号向けには設計されておりません。より高い検出感度を必要とする場合には、「カスタムOSA」タブをご覧ください。

光入力
当社の全てのOSAは、FC/PCコネクタ付きファイバーパッチケーブルと、Ø6 mm(OSA20xC)またはØ10 mm(Redstone OSA305)までのコリメートされた自由空間光に対応します。自由空間光入力についての詳細は「仕様」タブおよび「自由空間結合」タブをご覧ください。2 µm~5.5 µmの波長では、シングルモードまたはマルチモードのフッ化物ファイバーパッチケーブルのご使用をお勧めいたします。OSAにFC/PC以外のファイバ入力レセプタクルを付けることも可能ですので、その際は当社までお問い合わせください。

ソフトウェア
各OSAには、OSAソフトウェアのセットがインストールされたWindows®ノート型パソコンが付属します。このソフトウェアには、複雑な解析を簡単に行えるツール、感度および分解能を調整するためのコントローラ、狭帯域光源用の波長計ツール、広帯域光源用のコヒーレンス長ツールが組み込まれています。また、有限の光路長において測定されたインターフェログラムから、最適なスペクトルを得るためのアポダイゼーション関数もご用意しています。このソフトウェアには、分光分析用のHITRANリファレンスデータベースのサポートも組み込まれています。ソフトウェアの機能についての詳細は、「ソフトウェア」タブをご覧ください。

アプリケーションノート

OSA207Cは広い波長域に対して感度を有するため、他のOSAに比べてノイズフロアが高くなっています。一方、他のOSAは対応波長範囲が狭い代わりにノイズフロアが低くなっています。レーザなどの狭帯域光源はこのOSAで容易に検出できますが、一般的に、広帯域光源の多くはこのOSAで検出できるほどの十分なパワースペクトル密度を有しません。上のグラフでは、OSA207Cのパワー密度モードでのノイズフロアを、1900 Kの黒体および当社の安定化広帯域光源SLS202Lからの各放射スペクトルと比較しています(測定にはOSA205Cを使用しました)。

Power Spectral Density Comparison
Click to Enlarge

Item #OSA201COSA202COSA203COSA205COSA207COSA305
Wavelength Rangea350 - 1100 nm600 - 1700 nm1.0 - 2.6 µmb
(10 000 - 3846 cm-1)
1.0 - 5.6 µm
(10 000 - 1786 cm-1)
1.0 - 12.0 µm
(10 000 - 833 cm-1)
1.0 - 5.6 µm
(10 000 - 1786 cm-1)
Level Sensitivityc,d-50 dBm/nme (350 - 500 nm)
-60 dBm/nm (500 - 1100 nm)
-65 dBm/nm (600 - 700 nm)
-70 dBm/nm (700 - 1700 nm)
-70 dBm/nmf
-40 dBm/nm-30 dBm/nm (1.0 - 2.0 µm)
-40 dBm/nm (2.0 - 12.0 µm)
-65 dBm/nm (1.0 - 1.5 µm)
-75 dBm/nm (1.5 - 5.6 µm)
Free-Space Window MaterialUncoated CaF2Uncoated ZnSeUncoated CaF2
Operating Temperature10 °C to 40 °C10 °C to 35 °C10 °C to 40 °C
  • ディテクタおよび光学素子の帯域幅により制限されます。
  • 常温(High-Temperature)モードの場合。低温モードでは、波長範囲は1.0~2.5 µmとなります。
  • 1 nmあたりの検知可能な最小パワー(Zero Fill=0、最高分解能および最高感度での設定時)
  • 下のグラフをご参照ください。
  • 350~500 nmの範囲において、OSA201Cはレーザなどの狭帯域光源を簡単に検出することができます。一方で広帯域光源は、このOSAで検出できるほどの十分なパワースペクトル密度を有さない可能性があります。
  • 1.0~2.5 µmにおける低温モードの場合の規定。常温モードでの感度レベルは、1.0~2.6 µmにおいて-65 dBm/nmです。
General Specificationsa
Item #OSA20xCOSA305Notes
Spectral Resolutionb7.5 GHz (0.25 cm-1)
See Resolution in Spectrometer Mode Graph Below
1.9 GHz (0.063 cm-1)
See Resolution in Spectrometer Mode Graph Below
Spectrometer Mode
Spectral Accuracyc±2 ppmd±0.2 ppmd
Spectral Precisione1 ppmd0.2 ppmd
Wavelength Meter Resolution0.1 ppmdWavelength Meter Mode
(Linewidth < 10 GHz)
Wavelength Meter
Display Resolutionf
 9 Decimals
Wavelength Meter Accuracyd±1 ppmd±0.5 ppmd
Wavelength Meter Precisiong0.2 ppmd
Input Power (Max)10 mW (10 dBm)CW Source
Input Damage Thresholdh20 mW (13 dBm)-
Power Level Accuracyi±1 dB±0.4 dB-
Optical Rejection Ratioj30 dB40 dBSee the Design Tab
for Details
Polarization Dependence±1 dB±0.1 dB-
Internal Source Specifications
Source TypeFrequency-Stabilized Laser
(Alignment and Reference Laser)
Alignment LaserFrequency-Locked
Reference Laser
-
Wavelength633 nm636 nm1.53 µm-
Maximum Output Power< 80 µW< 100 µW< 10 mW-
Beam Divergence0.2 rad0.2 rad0.2 radApproximate Value
Trigger Specifications
Trigg, AUX InN/ASchmitt Trigger Input with 10 kOhm Pull-Up Resistor to +5 V
Positive-Going Threshold Voltage, Min: 1.3 V Max: 2.5 V
Negative-Going Threshold Voltage, Min: 0.6 V Max: 1.8 V
Hysteresis Voltage, Min: 0.4 V Max: 1.5 V
Maximum Input Voltage: +5.5 V
-
Acquiring Data, AUX OutN/ALOW-Level Output Voltage Max 0.1 V (I ≤ 100 µA)
HIGH-Level Output Voltage Min 4.7 V (I ≤ 100 µA)
-
Interlock Specifications
Interlock Switch RequirementsN/AMust be Normally Open Dry Contacts, 
Apply No External Voltages to the Interlock Input
-
Type of ConnectorN/A2.5 mm Mono Phono Jack-
Open Circuit VoltageN/A5 VDC-
Short Circuit CurrentN/A0.5 mATypical
Physical Specifications
Input Fiber CompatibilityFC/PC Connectorsk
All Single Mode Fiber Patch Cables, Including Fluoride SM Fiber Patch Cables
Standard and Hybrid Multimode Fiber Patch Cables with ≤Ø50 µm Core and NA ≤ 0.22
Fluoride Multimode Fiber Patch Cables with ≤Ø100 µm Core and NA ≤ 0.26
(Single Mode Patch Cables Provide the Highest Contrast)
-
Free-Space InputAccepts Collimated Beams up to Ø6 mm
Red Alignment Laser Beam Output (Class 1)
Four 4-40 Taps for 30 mm Cage Systems
Accepts Collimated Beams up to Ø10 mm
Red Alignment Laser Beam Output (Class 1)
Four 4-40 Taps for 60 mm Cage Systems
-
Free-Space Input
Beam Height
61 mm (2.4") 
When Using the Included Mounting Feet
117.3 mm (4.62")-
Dimensions320 mm x 149 mm x 475 mm
(12.6" x 5.9" x 18.7")
541 mm x 224 mm x 533 mm
(21.3" x 8.9" x 21.0")
-
Absolute Maximum Ratings
Input Powerl100 - 240 VAC, 47 - 63 Hz, 250 W (Max)-
Relative Humidity< 80%, Non-Condensing-
Storage Temperature-10 °C to 60 °C-
Optical CW Power (Max)20 mW
(13 dBm)
Limited by Damage Threshold
of Internal Components
  • この仕様はシングルモードのFC/PCコネクタ付きパッチケーブルを使用した際にのみ有効です。 また、この仕様は直径<3 mm、広がり角<3 mradでコリメートされた自由空間光を使用した際にのみ有効で、その際、付属の保護ウィンドウが自由空間用の入射口に設置されていることが前提となります。
  • レイリ基準により定義します。
  • シングルモードのFC/PCコネクタ付きパッチケーブルの45分(型番OSA20xC)のウォーミングアップの後の数値。動作温度は20~30 ºC。
  • ppmは100万分の1を意味します。例えば、波長精度0.2 ppmとは、測定される波長が1 µmの場合、0.2 pm(200 fm)の精度を意味します。
  • Spectral Precision(スペクトル精度)とは、ピークサーチツールを使用して測定できるスペクトル特性の再現性です。
  • 0~9桁まで設定可能で、オプションで対応する小数点以下の桁数を自動設定することもできます。
  • 全ての測定で、同じ入力用シングルモードファイバを使用。
  • 内部の部品の損傷閾値により制限されます。
  • 絶対パワーモードを使用した場合。Zero Fill =2およびHann apodization。45分(型番OSA20xC )または20分のウォーミングアップ(型番OSA305)の後の数値。動作温度は20~30 ºC(OSAソフトウェアで可能なApodizationモードについては、OSA20xCおよびRedstone OSA305のマニュアルをご参照ください) 。規定波長範囲はOSA201C: 400~1000 nm、OSA202C: 600~1600 nm、OSA203C: 1.0 µm~2.4 µm、OSA205C: 1.3~5.0 µm、OSA207C: 2.0~11.0 µm、OSA305: 1.0~5.5 µmです。
  • 他の入力レセプタクルに対応したカスタムコネクタもご提供可能です。詳細については当社にお問い合わせいただくか、「カスタムOSA」タブをご参照ください。
  • OSAおよびWindows®ノート型パソコンには日本国内対応の電源コードが付属します。
Resolution in Spectrometer Mode
Click to Enlarge

こちらの分解能は「設計」タブで説明した数式を用いて計算されました。この式はすべてのOSAで有効ですが、各モデルで使用可能な波長範囲はディテクタの帯域幅と光学素子のコーティングによって異なります。
Noise Floor in Absolute Power Mode
Click to Enlarge

絶対パワーモードは狭帯域光源での使用をお勧めします。OSA203Cのノイズフロアは低温モードで測定されています。
Noise Floor in Power Density Mode
Click to Enlarge

パワー密度モードは広帯域モードでのご使用をお勧めします。OSA203Cのノイズフロアは低温モードで測定されています。

波長走査に関する設定

走査感度と分解能は、ソフトウェア内の2つの独立した設定で制御されます。感度の設定では、ディテクタの利得レベル範囲を調整しています。また、分解能の設定では光路差を調整しています (詳しくは「設計」タブ内をご参照ください)。

OSA20xC Series Time Between Updates (Update Frequency)
SensitivityResolution
LowHigh
Low0.5 s (1.9 Hz)1.8 s (0.6 Hz)
Medium Low0.8 s (1.2 Hz)2.9 s (0.3 Hz)
Medium High1.5 s (0.7 Hz)5.2 s (0.2 Hz)
High2.7 s (0.4 Hz)9.5 s (0.1 Hz)
OSA305 Time Between Updates (Update Frequency)
SensitivityResolution
LowMedium LowMedium HighHigh
Low1.6 s (0.64 Hz)2.0 s (0.51 Hz)3.7 s (0.27 Hz)9.5 s (0.11 Hz)
Medium3.1 s (0.32 Hz)4.1 s (0.24 Hz)8.6 s (0.12 Hz)23 s (0.04 Hz)
High7.8 s (0.13 Hz)10 s (0.10 Hz)22 s (0.05 Hz)63 s (0.02 Hz)

設計

このタブでは、当社のフーリエ変換光スペクトラムアナライザ(OSA)の設計の主な概念と使用例について説明しています。

目次

 

Redstone FT-OSA Diagram
Click to Enlarge

図2: Redstone OSAの光学系の配置図
FT-OSA Diagram
Click to Enlarge

図1: 2個のレトロリフレクタを用いたOSA20xCの光学系の配置図

干渉計の設計

当社のフーリエ変換光スペクトラムアナライザ(FT-OSA) OSA20xCでは、図1にあるように2個のレトロリフレクタを使用しています。これらのレトロリフレクタは、ボイスコイル駆動の移動台に搭載されており、光路を反対方向に変化させます。また、この移動により干渉計の2つの光路長を同時に変えることができます。この配置の利点は、移動台の物理的移動量に対し、干渉計の光路差(OPD)を4倍にできることです。光路差(OPD)を大きくすればするほど、FT-OSAが分解できるスペクトルは微細になります。

Redstone™ FT-OSA OSA305には、固定型と可動型のレトロリフレクタがそれぞれ1つずつ標準搭載されています(図2参照)。可動型のレトロリフレクタはボイスコイル駆動の移動台に載せてあり、ブランチの光路長を変えることができます。固定型のレトロリフレクタはピエゾアクチュエータに取り付けられており、ピエゾアクチュエータの自己整合アルゴリズムで光路に直交して2次元移動することができます。この構成では、2つのブランチ間の光路差(OPD)を移動台の物理的移動量の2倍にすることができます。

入力光は、コリメートされたのちにビームスプリッタで2つの光路に分割されます。2つの光路の光路差は、OSA20xCで±40 mmまで、Redstoneでは160 mmまで変えることができます。分割されたコリメート光がビームスプリッタで再び重なると、2つの光ビームは干渉します。

図1図2のディテクタが、インターフェログラム(干渉図形)とよばれる干渉パターンを記録します。このインターフェログラムは、入力光スペクトルの自己相関波形なので、その波形をフーリエ変換することで光のスペクトルが再生できます。Redstone OSAは、光路差ゼロ(ZPD)地点における非対称のsingle-sidedインターフェログラムを収集します。これに対してOSA20xCは両側(double-sided)インターフェログラムを収集します。このようにして得られたスペクトルは、高い分解能と広い波長帯域を両立します。波長範囲は、ディテクタの帯域とコーティングでも制限されます。OSA20xCモデルに内蔵された周波数安定化HeNeレーザ(632.9918 nm)と、Redstone OAS305に内蔵された周波数基準赤外域(IR)光源(1532.8323 nm)が光路長変化を正確に測定し、システムを連続的に校正することでシステムの正確度を保証します。これにより、回折格子型の光スペクトラムアナライザよりも精度の高いスペクトル分析ができます。

OSA Resolution vs Wavelength
Click to Enlarge

図3: OSAの分解能と入射光の波長
こちらの分解能は左で説明した数式を用いて計算されました。 この式はすべてのOSAで有効ですが、各モデルで使用可能な波長範囲はディテクタの帯域幅と光学素子のコーティングによって異なります。なお、OSA20xCの場合、低分解能モードではΔk =1 cm-1、高分解能モードではΔk = 0.25 cm-1の値を使用しており、Redstone OSA305の場合、Δkは低分解能モードでは4.0、中低分解能では1.0、中高分解能では0.25、高分解能モードでは0.0625 cm-1の値を使用しています。

OSA20xCのスペクトル分解能は7.5 GHz (0.25 cm-1)、Redstone OSAのスペクトル分解能は1.9 GHz (0.063 cm-1)となっています。波長を単位とした分解能は被測定光の波長に依存します。詳細については下記の「分解能と感度」をご参照ください。ここでは、スペクトル分解能は、レイリ基準により規定され、2つのスペクトルを分解(別のスペクトルであると認識)するために必要な、最小の波長間隔のことを指します。波長計モードでの分解能はスペクトル測定モードと比較してかなり良好な数値が出ますが、ここで説明しているスペクトル分解能の数値とは別のものです。

当社のFT- OSAは、内蔵のアクティブ安定化HeNe基準レーザ(OSA20xC)または周波数基準赤外域光源(Redstone OSA305)を利用して、光路長の変化を干渉法により記録します。この基準レーザは干渉計に内蔵された状態で、被測定光照射光と光路が同じになります。また、中赤外域(MIR)のスペクトルにおけるデバイス内の水分吸収による影響を低減させるため、当社のOSAの背面パネルには、乾燥した空気(または窒素)と入れ替えるパージ用の内径6.35 mm(1/4インチ)のホース接続部が2つ付いています。この用途に適した製品として、当社ではドライエアサーキュレーターユニットをご用意しており、そのホースを直接コネクタに接続することができます。

分解能と感度

このタイプの分光装置の分解能は、干渉計内部の2つの光路差(OPD)に依存します。この分解能をわかりやすく説明するには、波長(ナノメータ)や周波数(テラヘルツ)ではなく、波数(センチメートルの逆数)を用いる方が有効です。

中心周波数が非常に近い2つの光源(レーザ)を使用していると仮定し、エネルギ差が1 cm-1であるとし、6500 cm-1と6501 cm-1であるとします。インターフェログラムで、この2つの信号を区別するには、光路差ゼロ(ZPD)の点から1 cm離れる必要があります。OSA20xCは、光路差で±4 cm移動でき、0.25 cm-1しか離れていない信号のスペクトル特性を識別できますが、Redstone OSA305では、光路差で16 cm移動でき、わずか0.0625 cm-1しか離れていない信号のスペクトル特性も識別できます。この装置の分解能は下記の数式で計算できます。

OSA Equation 2

ここではΔλがpmを単位とした分解能であるとき、Δkがcm-1を単位とした分解能で、λを単位とした波長です。この式を用いて計算された、pmを単位とした分解能の波長特性は図3をご参照ください。

OSA20xCの分解能は、ソフトウェアのメインウィンドウ内で高低のいずれにも設定できます。高分解能モードのとき、レトロリフレクタは最大で±1 cm(OPDでは±4 cmに相当)移動し、低分解能モードのとき、レトロリフレクタの移動量は±0.25 cm(OPDでは±1 cmに相当)となります。Redstone OSA305では、高(OPDでは16 cmに相当)、中高(OPDでは4 cmに相当)、中低(OPDでは1 cmに相当)、低(OPDでは2.5 mmに相当)の4種類の分解能モードの設定が可能です。 OSAソフトウェアを用いて、スペクトルの計算で使用されるインターフェログラムの長さを短くすることで、高周波数成分からスペクトルの影響を取り除くことができます。

装置の感度は、センサの電子的な利得に依存します。利得が増大することで、ディテクタの帯域幅が狭くなるので、この装置は高い利得で設定されているときに、ゆっくり動作することになります。下図が示すように、雑音レベルは波長とOSAのモデルの種類に依存します。

OSA Noise Floor Absolute Power
Click to Enlarge

図4:絶対パワーモード時のノイズフロア
絶対パワーモードは狭帯域光源での使用をお勧めします。OSA203Cのノイズフロアは低温モードで測定されています。
OSA Noise Floor Power Density
Click to Enlarge

図5:パワー密度モード時のノイズフロア
パワー密度モードは広帯域モードでのご使用をお勧めします。OSA203Cのノイズフロアは低温モードで測定されています。

絶対パワー値とパワー密度

スペクトルの表示では、縦軸に絶対パワー値をとるモード(図4参照)またはパワー密度をとる表示モード(図5参照)が選べます。この両モードの表示は、リニアスケールまたはログスケールで表示できます。絶対パワー値を表示するモードで表示されるトータルパワーは、特定の波長における装置の実際の分解能を基に決まっています。この表示は入射光が狭帯域の場合にのみお使いになることをお勧めします。広帯域のデバイスに対しては、パワー密度モードでの表示を推奨しています。この表示モードの時には、単位波長あたりのパワーを縦軸に表示します。この場合、その単位波長は固定波長帯に基づいて決まっており、装置の分解能設定には依存しません。

インターフェログラムデータの取得

OSA20xCモデルの場合、被測定光の光路長の変化を等間隔で刻むために、基準レーザの干渉パターンを16ビットA/D変換器のクロック信号として使います。HeNe基準レーザの干渉縞間隔はデジタル化されます。干渉縞の繰返し周期に位相ロックループ(PLL)を乗じることで、極めて細かなサンプリング分解能が得られます。多重PLLフィルタによって、周波数を16、32、64、128倍にできます。128倍でのサンプリングでは、約1 nmの間隔でデータが得られます。多重PLLフィルタにより、取得時間とリフレッシュ速度に対して分解能と感度のシステムパラメータのバランスを取ることが可能になります。
 
これに対してRedstone OSA305は、18ビットADCを使用して最大1 MHzの固定周波数でインターフェログラムをサンプリングし、レトロリフレクタの移動台はPIDループによって制御される一定速度で移動します。最大の感度設定では、約1 nmの移動ごとに1つのデータポイントが収集されます。収集されたデータは、基準レーザの周期ごとに最大128のデータポイントに適合するようにリサンプリングされます。

この精密サンプリングは、光が弱い広帯域光の時に非常に便利です。このような理由でZPDにおけるインターフェログラムの短い区間に全てのスペクトル情報が含まれることになります。これは通常、センターバーストとよばれています。

Hi-Speed USBリンクを利用して、インターフェログラムを最新のマルチコアプロセッサと高性能CPUの利点を活かして作成されたOSAソフトウェアに転送します。そしてこのソフトウェアにより、高速フーリエ変換(FFT)の出力において可能な限り高い分解能、高S/N比(SNR)が得られるように、入力波形の分析と条件出しのための各種の計算が行われます。

OSA20xCで使用されているディテクタ増幅器は、自動利得制御機能を有し、低雑音・低歪でダイナミックレンジが広いため、AD変換器を適切な状態で使うことができます。S/N比は10 mWの入力パワーまで十分に良好です。低パワーの入射信号に関しては、通常は狭帯域光源からの100 pW未満の信号が検出可能です。当社のOSA20xCは、干渉計に入る全ての光を利用することに加え、差分検出方式でコモンモード雑音を排除するため、S/N比を高めることができます。

Redstone OSAディテクターモジュールには高利得帯域幅積(GBP)増幅器が内蔵されており、高帯域幅18ビットADCを駆動する大電流低ノイズのバッファと組み合わせて、ディテクタのダイナミックレンジを大きくしています。自動増幅調整機能により、使用するADCビット数(充填率)が最適化されます。切り替え可能な光減衰器により、飽和しやすい赤外域用ディテクタと組み合わせて使用しても幅広い入力パワーが可能になります。差動増幅器と、効果的なスクリーニングおよびフィルタリング技術を備えた差分検出アーキテクチャにより、スプリアスのない高いダイナミックレンジで優れた信号強度が保証されます。

Interferogram
Click to Enlarge

図6: 典型的なインターフェログラム

インターフェログラムデータの処理

生成されたインターフェログラムデータ(図6参照)の点数は、感度や解像度の設定によりますが、5万点から1600万点です。FT-OSAのソフトウェアは、入力データを解析して、ソフトウェアライブラリから適切なFFTアルゴリズムを選択します。

スペクトル情報構築に必要な多数のプロセスの中の、インターフェログラムデータの取り込みや処理に対する、非同期やマルチスレッドの手法を利用して、ソフトウェアのさらなる機能が実現されます。ソフトウェアのマルチスレッド構造により、PCの能力に応じて複数の処理を並列に行うことが可能で、プロセッサの帯域を最大限に活かすことができます。当社のFT-OSA装置には、データ処理能力とユーザーインターフェイスを考慮して選択されたノート型PCが付属します。

波長計モード

狭帯域の光信号の解析では、FT-OSAが被測定光の中心波長を自動的に計算し、その中心波長はスペクトル分布を示すメインディスプレイウィンドウの直ぐ下に表示されます。中心波長λは、被測定光および基準レーザの干渉縞数(インターフェログラムの周期)を数えて得られた数値を使って次の式で求めます:

OSA Equation 1

この数式において、mrefが基準レーザの干渉縞の数、mmeasが入射レーザの干渉縞の数、nrefが基準レーザの波長(632.9918 nmまたは1532.8323 nm)における空気中の屈折率、λref,vacが基準レーザの真空中の波長です。nmeasは波長λmeas,vacにおける空気中の屈折率で、これはEdlénの公式(OSAソフトウェア バージョン2.90以下)またはCiddorの公式(OSAソフトウェア バージョン3.0)の修正版を使用してλmeas,air(空気中の測定波長)から求められます。

FT-OSAを波長計として用いる場合、干渉縞を細かく分解できるので、FT-OSAを広帯域分光計として用いる場合よりも分解能はかなり高くなります(インターフェログラムデータの取得の説明をご参照ください)。実際にはシステムの分解能は、被測定光の帯域幅と成分、ディテクタの雑音、基準レーザの波長のドリフト、干渉計のアライメントおよびその他のシステムの誤差で決まります。波長計モードでは、このシステムは可視域のスペクトルで±0.1 pm、そしてNIR/IR域のスペクトルで±0.2 pmと信頼性の高い結果を達成しています(詳細については「仕様」タブ内をご参照ください)。

適切な表示分解能を決めるために、ソフトウェアは被測定光のスペクトルを評価します。ピークが複数あるために測定結果が信頼できないような場合には、ソフトウェアは波長計モードを無効にして、間違った結果の出力を防止します。

波長の校正と精度

OSA20xCには、真空に対する波長が632.9918 nmの安定化HeNe基準レーザを内蔵しています。HeNeレーザの安定化技術は確立されたもので、安定化HeNeを使うことで、長期に渡って安定した波長確度を実現することができます。Redstone OSA305には、真空に対する波長が1532.8323 nmの周波数基準光源を内蔵しています。周波数がロックされることで、長期間にわたる波長精度が保証されます。また、基準レーザをFC/APC出力部に接続することもできます。

FT-OSAは、干渉計を走査するときの基準光と被測定光の光路が同じになるように、工場で調整されます。残るアライメント誤差の影響は0.5 ppm未満となり、入射光の位置確度は、高精度のセラミックレセプタクルおよび頑丈な干渉計キャビティ設計によって確かなものとなります。走査型干渉計の中には、光ファイバは使用していません。Eldénの公式を使って、内蔵のセンサが取得した温度と圧力のデータから、基準レーザの空気中での波長が測定ごとに計算されます。

Optical Rejection Ratio
Distance from 1532 nm Peak OSA205COSA305
0.2 nm (25 GHz)30 dB46 dB
0.8 nm (100 GHz)37 dB52 dB
6.2 nm (800 GHz)44 dB58 dB
7.8 nm (1000 GHz)44 dB61 dB

この表は、1532 nmの狭帯域光源におけるOSA205CおよびRedstone OSA305の光除去比ですが、この時の設定条件は、「High Resolution、Low Sensitivity、Average = 5、Apodization Hann、zero fill = 2」です。すべてのOSA20xCモデルおよびRedstone OSA305は、ピークからの距離をGHz単位(周波数単位)で測定する時に同様の傾向を示します。

光除去比(ORR)

ピーク近くの低レベル信号を測定する能力は、装置の光除去比(ORR)に依存します。これはOSAのフィルタ応答性と考えることができて、ピークから離れた波長でのパワーに対するピークパワーの比として定義されます。当社のOSAのORRは、より厳しい条件下で定義されています。1点のデータポイントでのパワー(例:ピークから25 GHz)ではなく、25 GHz~2 THzの波長範囲で最もノイズの高いパワーを基準としたピークパワーとの比としています。この方法により、特定の波長におけるパワーだけでなく、その他の波長で出現するピークパワーもORR値に反映されることになります。

ORRが測定対象の光源の信号対雑音比(S/N比)よりも低い場合、測定の限界は、被測定光源ではなくOSAにより決まります。右表は1例です。

OSA205 with Mounting Post Foot
Click to Enlarge

OSAの底面にはM4タップ穴があり、そこに付属する3つの取付脚(「発送リスト」タブ)を取り付けます。
OSA Free-Space Input
Click to Enlarge

View Imperial Product List
型番数量Description
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
CRM12ケージ回転マウント、Ø1インチ光学素子用、SM1ネジ&#8-32タップ穴付き(インチ規格)
LPMIR050-MP22Ø12.5 mm SM05-Mounted Linear Polarizer, 1500 - 5000 nm
SM1A62ネジ変換アダプタ、SM1外ネジ&SM05内ネジ、長さ3.8 mm
ER4-P41Ø6 mm ケージアセンブリーロッド、長さ 101.6 mm、4個入り
View Metric Product List
型番数量Description
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
CRM1/M2ケージ回転マウント、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用、SM1ネジ&M4タップ穴付き(ミリ規格)
LPMIR050-MP22Ø12.5 mm SM05-Mounted Linear Polarizer, 1500 - 5000 nm
SM1A62ネジ変換アダプタ、SM1外ネジ&SM05内ネジ、長さ3.8 mm
ER4-P41Ø6 mm ケージアセンブリーロッド、長さ 101.6 mm、4個入り
自由空間光入力ポートの前に取り付けられた、ケージシステムにマウントされた偏光子(写真はOSA205C)
OSA Free-Space Input
Click to Enlarge

Redstone OSA305の自由空間光入力ポートには、ビーム径Ø10 mm以下のコリメートビームを入力できます。

自由空間光ビームの入力

当社のOSAには自由空間光入力用の開口があり、最大ビーム径Ø6 mm(OSA20xC)またはØ10 mm(Redstone™ OSA305)までのコリメートビームを直接入力することが可能です。入射光源をOSA内蔵の干渉計に対してアライメントするために、開口から赤色のクラス1アライメントビームが出ます。ビームを起動させるには、OSA20xCでは前面パネル上のスイッチを回転させ、Redstone*ではOSAソフトウェアのボタンを使用します。 入射光源は、OSAの適切な測定精度が得られるようにアライメントビームとの軸合わせが必要です。入力開口の周囲には4つのタップ穴があり、当社の30 mmケージシステム用(OSA20xC)または60 mmケージシステム用(Redstone OSA305)のケージロッドを取り付けることができます。その際、取り付けたケージ部品が蓋と接触しないよう、長さが38.1 mm以上のケージロッドをご使用ください。

干渉計アセンブリOSA20xCは、ケース内のゲルブッシュの上で「浮いて」います。自由空間光を入力する際には、干渉計自体を光学テーブル面に固定することが理想的です。OSAの固定には、右の写真のように付属の取付脚(「発送リスト」タブ参照)と2個のクランプフォークCF175C/Mを使用します。Redstone OSA305は剛性体上にあり、浮いた状態にはなりませんが、自由空間光を入力する際は、同様にクランプフォークを2個以上使用することをお勧めいたします。

干渉計OSA20xCが光学テーブルに固定されると、ビーム高はテーブル面から61 mmになります。Redstone OSA305の自由空間光入射ポートは、テーブル面から117 mmのビーム高になります。入射ビーム高をOSAの入力ポートの高さに調整する場合には、当社のペリスコープアセンブリRS99/Mや、ダンパ付きポストDP14A/Mを用いて構築したペリスコープアセンブリのご使用をお勧めします。

OSAを光学テーブル上に一定の高さで固定する際には、ポストホルダを使用せずにポストのみを使用することをお勧めします。当社のØ12.7 mmポストなどの細いポストは、OSAの固定には使用できません。質量はOSA20xCでは約10 kg、Redstone OSA305では26.5 kgなので、Ø12.7 mmのポストで支えるのは不十分です。また、光学テーブル面からOSAを離すために長いポストを使用することもお勧めしておりません。

*Redstoneを使用した自由空間光のアライメントについての詳細は、こちらのアプリケーションノートに掲載されています。

OSA305 Free-Space Application
Click to Enlarge

光学テーブルに固定されたRedstone OSA305。半導体レーザから出射された自由空間ビームの測定をしています。半導体レーザは半導体レーザーマウントに取り付けられ、そのビームはキネマティックマウントKM100ならびにKCB1 に取り付けられたミラーによって反射されます。Redstoneの60 mmケージシステムは、ケージプレートLCP02を使用して30 mmケージシステムに変換できます。
OSA Free-Space Input
Click to Enlarge

View Imperial Product List
型番数量Description
Optical Spectrum Analyzer
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
Items Attached to Optical Spectrum Analyzer
KCB11直角キネマティックミラーマウント、ケージロッド用タップ穴付き、30mmケージシステム&SM1規格対応、#8-32&1/4"-20取付け穴(インチ規格)
PF10-03-P011保護膜付き銀ミラー(円形)、Ø25.4 mm、厚さ6 mm
ER3-P41Ø6 mmケージアセンブリーロッド、長さ 76.2 mm、4個入り
ERSCB-P41Ø6 mm ERロッド用アダプタ、長さ6.9 mm、4個入り
CF175C1クランプフォーク、1.75インチザグリ穴付き、1/4”-20キャップスクリュ(インチ規格)
Other Items
LDM9T1温度コントローラ内蔵半導体レーザーマウント(インチ規格)
ML725B8F1半導体レーザ(1310 nm, 10 mW, Ø5.6 mm, ピンコードD, Mitsubishi)
C171TMD-C1f = 6.20 mm, NA = 0.30, Mounted Aspheric Lens, ARC: 1050 - 1700 nm
S1TM081SM1 - M8x0.5レンズセルアダプタ
POLARIS-K12Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用Polaris®ミラーマウント、アジャスタ3個付き、フレクシャーバネ保持タイプ
PF10-03-P011保護膜付き銀ミラー(円形)、Ø25.4 mm、厚さ6 mm
RS1P8E2Ø1.0インチ台座付きピラーポスト、#8-32タップ、高さ1インチ(インチ規格)
RS4M1Ø25.0 mmポストスペーサ、厚さ4 mm
RS10M1Ø25.0 mmポストスペーサ、厚さ10 mm
CF175C2クランプフォーク、1.75インチザグリ穴付き、1/4”-20キャップスクリュ(インチ規格)
View Metric Product List
型番数量Description
Optical Spectrum Analyzer
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
Items Attached to Optical Spectrum Analyzer
KCB1/M1直角キネマティックミラーマウント、ケージロッド用タップ穴付き、30mmケージシステム&SM1規格対応、M4&M6取付け穴(ミリ規格)
PF10-03-P011保護膜付き銀ミラー(円形)、Ø25.4 mm、厚さ6 mm
ER3-P41Ø6 mmケージアセンブリーロッド、長さ 76.2 mm、4個入り
ERSCB-P41Ø6 mm ERロッド用アダプタ、長さ6.9 mm、4個入り
CF175C/M1クランプフォーク、44.4 mmザグリ穴付き、M6キャップスクリュ(ミリ規格)
Other Items
LDM9T/M1温度コントローラ内蔵半導体レーザーマウント(ミリ規格)
ML725B8F1半導体レーザ(1310 nm, 10 mW, Ø5.6 mm, ピンコードD, Mitsubishi)
C171TMD-C1f = 6.20 mm, NA = 0.30, Mounted Aspheric Lens, ARC: 1050 - 1700 nm
S1TM081SM1 - M8x0.5レンズセルアダプタ
POLARIS-K12Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用Polaris®ミラーマウント、アジャスタ3個付き、フレクシャーバネ保持タイプ
PF10-03-P011保護膜付き銀ミラー(円形)、Ø25.4 mm、厚さ6 mm
RS1P4M2Ø25 mm台座付きピラーポスト、M4タップ、高さ25 mm(ミリ規格)
RS4M1Ø25.0 mmポストスペーサ、厚さ4 mm
RS10M1Ø25.0 mmポストスペーサ、厚さ10 mm
CF175C/M2クランプフォーク、44.4 mmザグリ穴付き、M6キャップスクリュ(ミリ規格)
光学テーブルに固定されたOSA205C。半導体レーザから出射された自由空間ビームの測定をしています。半導体レーザは、半導体レーザーマウントLDM9T(/M)に取り付けられ、そのビームはキネマティックマウントPOLARIS-K1ならびにKCB1(/M)に取り付けられたミラーによってOSAに入力されています。

ソフトウェア

Version 3.20

このソフトウェアには、OSA20xCならびにRedstone OSA305制御用のGUIと、ご購入前にソフトウェアを評価できる「バーチャルデバイス」モードが含まれています。

Software Download

光スペクトラムアナライザ用のソフトウェアThorSpectra

各OSAには、OSAソフトウェアのセットがインストールされたWindows® ノート型パソコンが付属します。このソフトウェアの特長は、分かりやすく、直感的で応答性に優れたインターフェイスで、全ての機能が1~2クリックで操作できます。当社ではこのソフトウェアを定期的にアップデートし、お客様の声を取り入れながら新しい機能を追加しています。主な機能のいくつかについては「チュートリアルのビデオ」タブで説明しております。

ソフトウェアのダウンロードページには、LabVIEW®、Visual C++、Visual C#を使用して当社の機器を操作するためのリファレンスプログラミングノートもご用意しております。

バージョン3.20以降は、OSA20xC、Redstone OSA305、CCSシリーズ機器のすべてを制御可能です。ソフトウェアは、データを様々なファイル形式(Matlab、Galactic SPC、JCAMP-DX、CSVおよびテキスト形式)にエクスポートすることができます。

 

ソフトウェアの特長

OSAソフトウェアの主な特長を以下にまとめています。ソフトウェアの詳細はThorSpectraユーザーガイドでご覧いただけます。


Click to Enlarge

2.8 µmファブリペローレーザを使用した際のピーク追跡モード

Click to Enlarge

1550 nmスーパールミネッセントダイオード(SLD)のコヒーレンス長およびパワー

複雑な解析を簡単に行える組み込み済みツール
OSAソフトウェアは、OSAから取得した高速フーリエ変換スペクトルまたはインターフェログラムの生データを表示します。メインウィンドウでは、複数のスペクトルの平均化、X軸のnm、cm-1、THzまたはeV単位表示、測定中のスペクトルと以前に保存されたスペクトルとの比較、データの代数操作、透過度や吸光度のような一般的な量の計算などが可能です。

強力なグラフ処理ツールとして、トレースの表示部分を自動または手動でスケーリングする機能や、データの正確な値を表示したりデータの境界を見やすくしたりするためのマーカー機能などが付いています。自動のピークおよびバレー追跡ツール(右のスクリーンショットをご覧ください)が、ユーザ定義の波長域内における最大2048のピークまたはバレーを認識し、長時間にわたって追跡します。標準偏差、RMS値、加重平均値などのトレースの統計パラメータが取得可能です。また、曲線あてはめツールは多項式、ガウス分布、ならびにローレンツ関数をスペクトルまたはインターフェログラムにあてはめます。

取得したデータはスペクトルファイルとして保存され、メインウィンドウに素早く読み込めます。データはMATLAB、Galactic SPC、JCAMP-DX、CSV、およびテキスト形式でエクスポートすることもできます。

調整可能な感度および分解能設定
スキャンの感度および分解能をお客様側で調整して、実験内容に応じたデータ取得速度を設定できます。この設定では、インターフェログラムあたりのデータポイント数を5万~1600万まで変更できます。感度の設定では、ディテクタの利得レベル範囲を調整しています。また、分解能の設定では光路差を調整しています 「仕様」タブ内の表では、各設定ごとのデータ取得速度をご覧いただけます。

狭帯域光源用波長測定モジュール
線幅が10 GHz以下の光源では、波長測定モジュールは中心波長を非常に正確に測定できます(確度:±1 ppm、精度:0.2 ppm、分解能:0.1 ppm)。このモードにおいてシステムは、内部安定化基準レーザ(詳細は「設計」タブ内の「インターフェログラムデータの取得」の章をご覧ください)を使用してインターフェログラム内のわずかな干渉縞も分解することができます。測定値が不確実な場合は繰り返し測定され、灰色の数字で表示されます。

右図のように、内蔵のツールが波長計の測定結果を一定時間ごとにプロットします。ソフトウェアが波長計の測定結果が誤っていると判断した場合(広帯域光源用の波長と同様)、その値は自動的に無効になります。

広帯域光源のコヒーレンス長測定モジュール
当社のOSAは光源のインターフェログラムの生データを取得するため(回折格子ベースのスペクトラムアナライザにはこの機能はありません)、右のスクリーンショットのようにソフトウェアは入力信号のコヒーレンス長を計算することができます。このコヒーレンス長測定ツールは、インターフェログラムのエンベロープを考慮して両サイドにおけるエンベロープの振幅数が最大で1/eまで低下する光路長を算出します。

リアルタイムでインターフェログラムを観測できる機能により、ソフトウェアが算出したコヒーレンス長を確認して信号の振幅を調整することで飽和を防ぐことができます。高解像度の設定では、OSAが測定できる最大コヒーレンス長は最大光路差によって制限されるので、このツールは広帯域光源に適しています。

アポダイゼーションおよびインターフェログラムの裾切り
フーリエ変換によるスペクトルの解像度は、インターフェログラムの測定範囲の有限の光路長に本質的な制約を受けるため、ソフトウェアにはこの光路長が測定スペクトルに与える影響を解説する機能が内蔵されています。また、コサイン、三角形、ブラックマン・ハリス、ガウシアン、ハミング、ハン、ならびにノートン・ビア機能など多数のアポダイゼーション方法(ダンピング機能)の選択が可能です。さらに、高周波スペクトル成分の影響をなくすために実効光路長を短くすることもできます。

LabVIEW、C、C++、C#対応のライブラリ
デバイスインターフェイスのライブラリには、データ取得、機器制御、スペクトルの処理・操作などの多くのルーチンも含まれています。このライブラリを使うことで、LabVIEW、C、C++、C#などのプログラミング言語を用いてカスタム仕様のソフトウェアを開発することができます。また、カスタム仕様のアプリケーションを作るためのLabVIEWルーチン一式も付属します。

HITRANリファレンスデータベースによる分光分析
環境センシングおよび通信の用途では、測定されている光源と吸収線が重なる大気中の構成要素(水蒸気、二酸化炭素、アセチレンなど)を特定する際によく利用されます。測定例を下に掲載しております。このOSAソフトウェアには、HITRANの詳細なリファレンスも内蔵されており、これを用いて蒸気圧や蒸気温度に対する吸収断面積の計算ができます。測定したスペクトルに予測値を重ねて比較することができます。また、混合気体を使用した際のピーク同定のサポートもしています。セットアップの例については、「ガス分光法」のタブをご参照ください。


Click to Enlarge

近赤外域(NIR)における二酸化炭素(CO2)吸収度を実験的に測定

Click to Enlarge

ベースライン補正前後の二酸化炭素吸収度の比較
720p Resolution Button for Video Player
720p解像度の設定
Fullscreen Button for Video Player
Full Screenボタン

ソフトウェアのチュートリアルビデオ

OSAソフトウェアについて理解を深めていただけるよう、ソフトウェアの基本的な機能と一般的な測定に適した設定をご紹介する短いビデオをいくつかご用意しました。 内容のリストについては下記をご覧ください。動画内で使用されているOSAモデルは取扱い終了となっていますが、動作の原理は現在のモデルも同様です。

フルスクリーン、720p解像度
ビデオをフルスクリーン、720p解像度でご覧になることをお勧めします。 フルスクリーンでご覧になるには上記スクリーンショットで示している"Full screen"ボタンをクリックしてください。 Escキーを押すと元のサイズに戻ります。720p解像度を選択するには、ギア(歯車)アイコンをクリックした後、右のように表示されるQualityメニューを使用します。 ギアアイコンはビデオが流れ始めると表示されます。

OSAソフトウェアの基本機能

主な内容

  • シングルショットならびに平均スペクトルの取得
  • ユニットの選択
  • スペクトルの保存、読み出し、ならびに他プログラムへのエクスポート
  • マーカの使用

動画時間: 4:41

適切な設定を選ぶヒント

主な内容

  • 狭帯域ならびに広帯域光源用に適した設定
    • 分解能
    • 感度
    • アポディゼーション
  • 低周波信号の高周波雑音からの隔離(広帯域光源)

動画時間: 3:54

狭帯域光源の測定

主な内容

  • ピーク追跡ならびに波長計による中心波長と線幅の計算
  • 分解能、感度、ならびにアポディゼーション設定
  • 長時間にわたる計測の追跡ならびに記録

動画時間: 3:13

光入力パワーの測定

主な内容

  • マーカを使用した積分範囲の選択
  • インターフェログラムモードで光源のコヒーレンス長を見る

動画時間: 1:24

フィルタ測定の実施

主な内容

  • OSAソフトウェアによるベースラインでの透過率ならびに吸収率の計算
  • ピーク追跡モードによる中心波長ならびにFWHMの測定

動画時間: 2:38

OSA201C and OSA202C Contents
Click to Enlarge

OSA202Cのセット内容(写真には北米用のコードが掲載されています。)

発送リスト

各OSA20xCには以下の製品が含まれます。

  • 光スペクトラムアナライザ(OSA)
  • Windows®ノート型パソコン
    • OSA用ソフトウェア(Version 3.20)はインストール済み、マウス付属
    • ソフトウェア内表記言語: 英語
  • 校正報告書
  • OSAおよびノート型パソコン用の電源と電源ケーブル(日本国内用)
  • High-Speed USB 2.0ケーブル(代替品:型番USB-A-79)
    • OSAとノート型PCを接続
  • 取付脚3本
    • 干渉計を光学テーブルに固定するために使用(「自由空間結合」タブ参照)
  • スパナレンチSPW603および真空ピックアップツールVP10C
    • スペクトル中にリップルが見える場合に、自由空間光入力ポート前の保護ウィンドウを取り外すために使用

Redstone OSA Contents
Click to Enlarge

Redstone OSA305のセット内容(写真には北米用のコードが掲載されています。)

各Redstone™ OSA305には以下の製品が含まれます。

  • 光スペクトラムアナライザ(OSA)
  •  Windows®10ノート型パソコン
    • OSA用ソフトウェア(Version 3.20)はインストール済み、マウス付属
    • ソフトウェア内表記言語: 英語
  • 校正報告書
  • OSAおよびノート型パソコン用の電源と電源ケーブル(日本国内用)
  • USB 3.0ケーブル
    • OSAとノート型PCを接続
  • スパナレンチSPW801および真空ピックアップツールVP10C
    • スペクトル中にリップルが見える場合に、自由空間光入力ポート前の保護ウィンドウを取り外すために使用
  • 自由空間ポート用レンズチューブアダプタ
  • 校正用パッチケーブル(代替品:型番P5-SMF28E-FC-2)

OSA20xCおよびRedstone™を用いたパルス光源の解析

概要および解析結果のまとめ
光スペクトラムアナライザ(OSA)はCW信号を解析するよう設計されておりますが、ある状況ではパルススペクトルも測定することもできます。には、正確なパルススペクトルの測定結果を得るためには、解決しなくてはならないいくつかの課題があります。例えば、光源のパルスとしての性質による「スペクトルゴースト」の発生やOSAの光路差(OPD)の変化への対応です。また、パルス光源のノイズフロアはCW光源のノイズフロアよりもかなり高くなります。OSAを用いたパルス光源の測定方法の1つに、異なる感度レベルでの連続計測があります。各波長における複数のトレースの最小測定点を用いて1つのスペクトルを生成することで、スペクトルゴーストを抑制することができます。この方法はOSAソフトウェア内に組み込まれており、「Sweep」または「Instrument」メニューから「Pulsed」を選択して実行します。この方法の仕組みの説明と、そのために有用ないくつかのパルス光源の話とを以下のチュートリアルでいたします。

その説明の要点は、30 kHz(OSA20xC)または6 kHz(Redstone)を超えるパルスレートでは、繰返し周波数がディテクタの帯域幅より大きくなるため、標準測定モードを利用することができるということです。そして、低い繰返し周波数を有する広帯域信号では、インターフェログラムの「ゼロバースト」がパルスの1つと一致させるようご注意ください。パルス信号を観測するとき自動利得(Automatic Gain)が正常に作動しない場合は、ディテクタを飽和させずにかつ強い信号となるように、インターフェログラムをモニタし、手動で利得およびオフセットの設定を行う必要があります。当社のOSA装置にパルス光源を使用する方法の詳細については、当社までお問い合わせください。

パルス光源がインターフェログラムおよびスペクトルに与える影響
インターフェログラムの測定中、光路差(OPD)は変化し続けるため、パルス光源は実効的にインターフェログラムを変調します。100%の変調を行った際(例えばオン・オフ式パルセーション)のインターフェログラムでは、情報を持たない繰返し領域(スロット)が生じます。これらのスロットはディテクタが光を測定しないOPDに対応するものと解釈されます。ここで得られるインターフェログラムは、パルス信号でマスクされた真のインターフェログラムになります。図1は、測定されたインターフェログラムと、それぞれに対応したCWおよびパルス光源のスペクトルを示しています。CWとパルス光源のスペクトルは同じであるはずですが(パルス駆動によるLDチップ温度の低下などによるピーク形状および位置の若干の違いは考慮に入れないこととします)、周波数軸に余分にあらわれてくる擬似的スペクトルは、パルス光のインターフェログラムが変調されることにより、想定されているピークのそばに、対称軸な位置に出現します。この「スペクトルゴースト」は、光源のスペクトル的な挙動よりも時間的な挙動が原因となっているのです。光源の真のスペクトルを測定するためには、スペクトルゴーストを十分に少なくするか、測定対象となる周波数または波長の範囲外においやることが重要です。

Pulsed_Source_Interferogram
図1:CW(上)および20 kHzパルス光(下)の狭帯域光源によるインターフェログラムおよびそれぞれに対応するスペクトルの測定結果(OSA20xC使用)。
インターフェログラムの矩形波変調が、右下の図のスペクトルゴーストを発生させています。

Figure 2: Effect of Repetition Rate on Spectral Ghosts
Click to Enlarge

図2: 100 Hz~100 kHzまでの55種類のパルス繰返し周波数の1550 nm DFB半導体レーザのスペクトルを重ねてまとめて表示(OSA20xC使用)。強度はログスケールでマッピングされています。OSAの設定: 高分解能、高感度、アポダイゼーション無し、平均回数5回。

数学的には、パルス光源のスペクトルは、光源のスペクトルとパルスに対応するスペクトルのコンボリューションとして表されます。そのため、スペクトル形状はパルスの繰返し周波数と変調度、OSAのOPDサンプリング速度(cm/s)によって変化します。光源のパルスの変調度は、スペクトルゴーストの信号の大きさを決めます。つまり、弱い変調からは弱いスペクトルゴーストが発生し、100%の変調(オン・オフ式パルセーション)からは非常に強いスペクトルゴーストが発生します。

図2は、狭帯域光源におけるパルスの繰返し周波数とスペクトルゴースト出現の関係を示しています。ここでは、OSA20xCに接続した1550 nmのDFB半導体レーザのスペクトルを、100 Hz~100 kHzまでの55種類のパルス繰返し周波数で測定しています。相対周波数0 THzのトゥルーピーク(灰色の水平な線)がと中心に来るよう、Y軸の周波数をオフセットさせています。この図の様子は次の3つの領域に分けることができます:(パルス周波数fpについて) fp ≤ 3 kHz、3 kHz < fp ≤ 30 kHz、fp >30 kHz。fp ≤ 3 kHzのとき、スペクトルゴーストはトゥルーピークと対称の位置にはっきりと確認でき、繰返し周波数が増加するにつれトゥルーピークから遠ざかっていきます。2つ目の領域は、最初のスペクトルゴーストがOSAのスペクトル領域を越えてしまった後の、fpが3 kHz以上のあたりから始まります。ここでは、エイリアシングまたは折り返しにより、高次のスペクトルゴーストがOSAのスペクトル領域内に出現します。3つ目のfp > 30 kHzの領域では、得られたスペクトルはCWスペクトルにぴったりと一致します。これは、光源の繰返し周波数がディテクタの帯域幅を超えてしまったからです。その結果、OSAのエレクトロニクスの能力ではパルス光源はCW光源と同じように見えることになります。

 

「パルスモード(Pulsed Mode)」の操作
これらの変調周波数によるスペクトル形状への影響を除去するために、OSAソフトウェアには、「パルスモード」測定の機能が付いています(図3)。インターフェログラムの「スロット時間」は光源のパルス繰返し周波数、およびOSAのOPD速度により決定され、スペクトルゴーストの出現位置に影響を与えます。スロット時間が短い時には、トゥルーピーク(光源本来の周波数ピーク)と1番初めのゴーストピークの間のスペクトル距離は大きくなります。当社のOSAにおいて、OPDのサンプリング速度は可動キャリッジの速度によって決定されます。可動キャリッジは、感度の設定を通して間接的に制御することが可能です。感度の設定が高くなるほど可動キャリッジのスピードは遅くなります。このため、OSAの感度モードを「High」で使用するとスロット時間は最小になります(つまり、本来見たい光源のピークとゴーストの間の間隔は最大になります)。パルスモードではソフトウェアが異なる感度設定(もしくはOPDのサンプル速度)のいくつかのスペクトルを取得し、それぞれの感度設定で変化するスペクトル特性を除去します。このとき感度は、「low」から始まり、だんだんと高くなります。「High」に達すると、感度は周期的に変化しながら再び「low」に戻ります。こうして取得されたスペクトルは最小値をホールドする機能を使って合成されます。スペクトルゴーストの位置は感度設定(OPDの速度)により変わるので(図4左)、このパルスモードでの測定の結果、スペクトルゴーストを低減することができます。パルスモードボタンは、「Sweep」または「Instrument」メニューの中にあり、実行中の掃引が完了してから開始できます。

Figure 2: OSA in Pulsed Mode
Click to Enlarge

図3:パルスモードのOSAソフトウェアのスクリーンショット。アイコンは赤い丸で示されています。
Figure 2: OSA in Pulsed Mode
Click to Enlarge

図4:(左)1 kHzのパルス光の狭帯域光源により、(上から下の順に)「low」、「Medium-Low」、「Medium-High」、「High」の感度設定で測定されたスペクトル(OPDサンプル速度は上から下の順で遅くなっています)。(右)左のスペクトルの最小値をつなげて得られたものなので、左下のスペクトルに大よそ似た姿になっています。

 

狭帯域光源
1550 nm(193.7 THz)で発光するDFB半導体レーザを狭帯域光源として用い、CWおよびパルス動作させてOSA203を用いて測定しています。この半導体レーザは、fp = 100 Hz~100 kHzの繰返し周波数で変調されています(コントローラITC4001使用)。それぞれの光源の変調周波数設定において5回平均のスペクトルが取得されました。CWスペクトルは高感度モードで、パルススペクトルは高感度モードとパルスモードの両方で取得されています。パルスモードでは、平均化はできませんが、その代わりに、4つの異なる感度設定に対してそれぞれ5回測定したスペクトルについて、最小値ホールドの機能が使用されています。

図5では、CWモードの光源、および100 Hz~100 kHz間の異なる4つの繰り返し周波数におけるスペクトルを示しています。周波数が増大するにつれ、スペクトルゴースト(高感度モードで記録)はレーザのトゥルーピークから離れていき、100 kHzでほぼ同一のスペクトルを得ることができます。

Figure 3: CW and Pulsed Measurements of Narrowband Source
図5: 1550 nm(193.7 THz)の狭帯域パルス光源において測定されたスペクトル。繰返し周波数(左から右に):100 Hz、1 kHz、13 kHz、100 kHz。黒線: CWの測定、青線: 高感度で測定されたパルス光源、赤線: パルスモードを用いて測定されたパルス光源。下段のグラフは上段のグラフと同じデータですが、周波数目盛りの範囲が小さくなっています(ズームされています)。

 

広帯域光源
利得チップを自然放射増幅光(ASE)モードで駆動し、36.4 nm(15.2 THz)の半値全幅(FWHM)で850 nm(352.9 THz)を中心波長とする広帯域光を発生させます。CW光およびfp = 100 Hz to 100 kHzの繰返し周波数のパルス動作によるスペクトルを測定するのにOSA201Cが使用されました。ASE発光のダイオードを、デューティー比50%の矩形波で変調します(コントローラITC4001を使用)。高感度モード(CWおよびパルス光源に対して)を使用し、合計で10回測定したスペクトルの平均を取得しています。パルスモード(パルス光源に対して)では平均化ができませんが、4つの異なる感度設定でそれぞれ5セットデータを取得し、最小ホールド機能を用いてスペクトルが得られています。

一般的にスペクトルゴーストは、広帯域のスペクトルピークでは狭帯域のスペクトルピークに比べ見えにくくなっています。しかし、ノイズフロアは高くなりますし、図6のようにスペクトルゴーストは1 kHzおよび13 kHzの繰返し周波数においてはっきりと見ることができます。狭帯域光源と同様に、スペクトルゴーストは繰返し周波数が増大するにつれてトゥルーピークから遠ざかります。100 kHzの繰返し周波数においては、高感度、パルスモードのどちらを使用した測定もCW測定とよく合うようになります。ここで示されているように、ピークの形はCWスペクトルとパルススペクトルで僅かに異なっています。これは、OSAの動作特性からではなく、レーザーチップの温度の減少などによるパルス動作中の実際のパルスの形の変化によるものです。

Figure 6: Pulsed Broadband Source
図6: 850 nm(352.9 THz)の中心波長(周波)の広帯域光源のパルス光によって測定されたスペクトル 表示されている繰返し周波数は、100 Hz、1 kHz、13 kHz、100 kHz。上段はピークを中心とした全波長域、下段は ±50 THzの範囲を示しています。黒線: CW、青線: 高感度で測定したパルス光源、赤線: パルスモード。

一般的に、低い繰返し周波数で広帯域のピークを測定する際は以下の点にご注意ください。インターフェログラム内のほとんどの情報はゼロバースト付近で得ているため、図7のようにゼロバーストがディテクタに光があたらない場所と一致した場合、ピークは全て失われることになります。

Figure 7: Alignment of the Zero Burst for Broadband Signals
図7: 広帯域光源でのゼロバーストがパルスと一致した場合(青い曲線)と、OPDがゼロのところで光がディテクタに届かない場合(赤い曲線)のそれぞれで測定されたインターフェログラム(左)と対応するスペクトル(右)。

 

Figure 8: Femtosecond Pulsed Laser Spectrum
Click to Enlarge

図8:(上)広帯域のフェムト秒レーザから取得したインターフェログラムの中央部分。(下)OSA201を用いて取得したスペクトル(赤線)の測定値、および走査型回折格子ベースのOSAを用いて取得したリファレンススペクトル(青線)の測定値。

フェムト秒パルスレーザ
OSA201Cを用いて、広帯域のフェムト秒レーザ(OCTAVIUS-85M-HP)のスペクトルを測定しました。このレーザの繰返し周波数は85 MHz、パルス幅は10 fs、ファイバに入射する平均パワーは300 µWです。OSAの設定は、低分解能、高感度、スペクトル平均5回、アポダイゼーション無しとしました。レーザからの出力光はOSAに接続されたパッチケーブル(ファイバSM600:NA 0.12、680 nmでのモードフィールド径 4.6 µm)に集光されます。

図8はデータ取得中に得られたインターフェログラムを示していますが、信号の無いスロットは現れていません。レーザの繰返し周波数85 MHzはOSAのディテクタの帯域幅40 kHzを大きく超えているため、これは期待された通りの結果です。さらに、このOSAで測定されたスペクトルは、回折格子型のOSAで得られた参照用のスペクトルとも大変良く一致しています。この参照用のスペクトルは、各波長において適切な信号が得られるよう、ゆっくりと走査して測定されたものです。

Item #Frequency RangeLevel Sensitivity
(Click for Graph)a
OSA207C833 - 10 000 cm-1
(12.0 - 1.0 µm)
Absolute Power Graph
Absolute Power

Power Density Graph
Power Density
OSA205C1786 - 10 000 cm-1
(5.6 - 1.0 µm)
OSA305
OSA203C3846 - 10 000 cm-1
(2.6 - 1.0 µm)
  • Level Sensitivity(感度レベル)は小さいほど優れた検出感度を有します。よって分析したい物質に対して最も小さな感度レベルを有するOSAを選択することをお勧めします。
Hose Connections
Click to Enlarge

Redstone™ OSA305のキャビティをパージするために背面に設置されたホース接続部
Hose Connections
Click to Enlarge

OSA20xCのキャビティをパージするためのホース接続部

光スペクトラムアナライザを用いたガスの検出および識別

当社の多くの光スペクトラムアナライザ(OSA)は、多数のガスが特徴的に吸収される中赤外域(MIR)を含むスペクトル領域での検出が可能です(右の表参照)。さらに、全てのOSAに付属するソフトウェアは、分光分野で基準となっているHITRANデータベースファイルをサポートしています。このファイルは測定された微量のガスを識別するのに利用できます。これらのOSAは、複数の検体に同時に対応可能で、また、干渉計キャビティをトレースガスでパージする際に用いるホース接続部(当社のドライエアサーキュレーターユニット)に対応しています)があるため、自作のガス検出システムに組み込みやすくなっております。

 

実験セットアップ
ガス検出のセットアップは、下の写真でご覧いただけます。安定化光源より発光された広帯域の中赤外光は、フッ化ジルコニウム(ZrF4)ファイバ(1)から空間に出力、コリメートされ、試料チャンバ内にガス検体が入ったマルチパスセル(2)に送られます。チャンバの両端は、透明で気密性のある窓によって密閉されています。チャンバの両側に付いている金製のミラーが多重反射を発生させることで、測定感度が上がります。光源に近い方のミラーの中央には穴が開いており、これがチャンバに光が入射および出射するための光路となります。検出システムから出射した光は、長焦点距離レンズによってコリメートされ、D型ミラーで反射されて、 OSA203C(3)の自由空間ポートに入ります。チャンバ内の温度は上昇後、測定中にガスの吸収線が変動しないよう一定に保たれます。

Gas Detection Setup
Click to Enlarge

OSA203Cを使用したガス検出システム。チャンバ内部に密閉されたガスの検出感度を高めるため、試料チャンバにマルチパスセルが構成されています(2)
実験セットアップの使用部品(インチ規格)一覧
(ミリ規格の部品一覧はこちらからご覧いただけますa)
Item #Qty.Description
Light Source 1
SLS202L1Stabilized Fiber-Coupled Light Source, 450 nm - 5.5 µm
(Not Shown)
FB2000-5001Ø1" Bandpass Filter, 2.0 µm CWL, 0.5 µm FWHM (Not Shown)
MZ21L11ZrF4 Multimode Fiber Patch Cable, SMA905 Connectors
F028SMA-20001SMA905 Fiber Collimator, AR Coated: 1.8 - 3.0 µm
POLARIS-K11Polaris™ Ø1" Kinematic Mirror Mount
AD11NT1Unthreaded Adapter for Ø11 mm Cylindrical Components
Detection 3
OSA203C1Optical Spectrum Analyzer, 1.0 - 2.6 µm
TC200a2Temperature Controller
MB1218112" x 18" Aluminum Breadboard
CF125C3Clamping Fork with Captive Screw
Other Optomechanics
RS26Ø1" Pillar Post, Length = 2"
RS31Ø1" Pillar Post, Length = 3"
RS42Ø1" Pillar Post, Length = 4"
BA2F9Flexure Clamping Base
  • リンク先のエクセル内、ミリ規格部品一覧(Metric Item #)では、温度コントローラの型番はTC200-ECとなっておりますが、日本国内のお客様にはTC200をご提供しております。こちらは旧製品のため単体ではご購入いただけません。代わりにヒーター温度コントローラTC300がご使用いただけます。
実験セットアップの使用部品(インチ規格)一覧
(ミリ規格の部品一覧はこちらからご覧いただけますa)
Item #Qty.Description
Beam Path Into and Out of Multipass Cell 2
LB43741Uncoated, Ø1", f = 1000 mm Bi-Convex UV Fused Silica Lens
CP331Post-Mountable, SM1-Threaded Cage Plate for Ø1" Optics
CM750-200-M012Ø75 mm, f = 200 mm Protected Gold Concave Mirror
(One Mirror Contains a Center Hole, Similar
to Our Herriott Cell Mirrors)
KS32Kinematic Mount for Ø3" Mirrors
VPCH5122Ø2.75" CF Flange with CaF2 Window, 180 nm - 8.0 µm
N/A1Sample Chamber
C15131Kinematic V-Clamp Mount
PM42Clamping Arm
(One Clamping Arm is Included with Each C1513 Mount)
P61Ø1.5" Mounting Post, Length = 6"
PB21Base for Ø1.5" Mounting Posts
PFD10-03-M0111" Protected Gold D-Shaped Pickoff Mirror
KM100D1Kinematic Mount for 1" D-Shaped Pickoff Mirrors
MB62416" x 24" Aluminum Breadboard

 

測定されたスペクトルのピーク同定
実験用のスペクトルが取得できたら、左下の図のように、試料チャンバ内にあると推測されるガスまたはガス混合体を選択します。推測するガス種の選択数に上限はありませんが、より少なく選択した方が特定しやすくなります。OSAソフトウェアには、アセチレン(C2H2)、水蒸気(H2O)、二酸化炭素(CO2)に関するHITRANの詳細なリファレンスが付属しており、追加のリファレンスをHITRANデータベースからダウンロードすることも可能です。OSAのファイルフォーマットでに既に保存されているスペクトルも、リファレンスとして利用できます。詳細は、OSA20xCおよびRedstone OSA305のマニュアル内の「リファレンス(References)」の章をご覧ください。

試験環境に合わせて測定結果を説明するために、リファレンススペクトルをシフトさせることも可能です。ガス混合体の場合(つまり、2つ以上のリファレンススペクトルを用いてフィットさせる場合)、ソフトウェアは測定されたスペクトルを再現するために各リファレンスの強度を調整します。右下のグラフのように、フィットのアウトプットは測定されたスペクトル、使用した(もしくは変換された)リファレンススペクトル、およびリファレンススペクトルの合計に関して、比較表示します。

Selecting Gas Species for a Fit
Click to Enlarge

リファレンスフィット(Reference Fit)設定タブ内で、チェックボックスはどのガスがフィットするかを示すために利用されます。吸収線は、fixedまたはfreeのどちらかで、後者の場合、ソフトウェア内でリファレンススペクトルをシフトさせることができます。HITRANリファレンスの測定条件も表示されています。
Fit Results
Click to Enlarge

「Reference Fit」内の「Result」タブでは、フィットしたスペクトルが測定されたスペクトルと同時に表示されます。フィットしたスペクトルは、強度調整されたリファレンススペクトルの合計です。それぞれのガスのリファレンススペクトルも同様に表示されます。

OSAカスタムオプション

  • 光入力
    • FC/PC、FC/APCまたはSMA905ファイバーレセプタクル
    • 干渉計の手前にバンドバスならびにノッチフィルタを恒久的に設置
  • 用途に適したディテクタ
    • 蛍光測定やラマン測定など低レベル信号検出用に感度向上
    • 特定の光源に合わせて波長とノイズフロアの選択
  • データ分析用にソフトウェアモジュールのカスタマイズ

当社のOSAの標準モデルでは様々な実験状況に対応する多数の検出オプションをご用意しております。これらのモデルがお客様のニーズに合わない場合、特定の用途に適したOSAのカスタマイズのご相談を承ります。

当社ではこれまでに、FC/APCやSMA905などのファイバーレセプタクルによる入力や、自由空間入力ポートのOSAをご提供したことがあります。また、光路にバンドパスフィルタとノッチフィルタを直接組み込み、光源のノイズを低減させた経験もございます。また、OSAを試料の特性解析に使用するお客様向けに、当社のソフトウェアチームでは標準的なOSAソフトウェア内にユーザ設計のデータ分析モジュールを実装しました。

特定の光源や分析対象に合ったディテクタ素子の選択に取り組んだこともあります。下のグラフは特に高い検出感度設計でカスタム構築したOSAから得た結果です。当社のエンジニアは検出帯域幅、感度、リニアリティのトレードオフについて精通しており、これまでの経験をもとに用途に合ったご提案をすることができます。特定の用途向けにOSAを設計した場合、用途に適した性能の強化を期待いただけます。

カスタムOSAをご検討の場合には実験の要件などを当社までお知らせください。

High-Sensitivity OSAs

High-Sensitivity Optical Spectrum Analyzer
Click to Enlarge

典型的な湿度条件下では、当社の光源SLS202Lでの水のスペクトル吸収ピークはOSA205Cのノイズフロアをはるかに下回ります。中赤外域でそのようなピークの問題を解決する必要のある用途向けに、当社では、大幅にノイズフロアを下げるMCT(HgCdTe)ディテクタ素子を2種類ご用意しております。このディテクタの適用により、波長範囲は狭くなり、最大入力パワーも低くなります。

Detection of Mid-IR Fluorescence
Click to Enlarge

あるお客様よりウェハから2~4 µmの波長範囲で発光するフォトルミネセンスが検出できるOSAのご依頼を受け、特別に、OSA205Cと比較してノイズフロアを大幅に下げることにより、予測信号を簡単に検出可能なOSAをご提供しました。


Posted Comments:
Amante Joshua Jr. Dumalus  (posted 2022-07-31 10:45:46.66)
Hello, May we request a Zoom meeting for the OSA202C to get technical clarifications on the selected item.
ksosnowski  (posted 2022-08-05 03:07:49.0)
Thanks for reaching out to Thorlabs. General requests like this are better directed to techsupport@thorlabs.com. For these OSA units, we also have a direct contact form to the production team on the page above which you can fill out (in the green box). They can help evaluate whether the OSA202C would work well for your application and even setup a demo unit if needed. I have reached out directly to discuss your application in more specific detail.
Ghaith Makey  (posted 2022-05-05 22:30:58.983)
Hello, I am trying to use the codes in appNotes to take and save a single spectrum scan sing OSA203B. I tried C# and VB codes, and even though they run without error, they are not creating any output file. The scanned spectrum reading seems to be null. Can you help me to fix the problem? I need to create an exe file that scan and read spectrum, so I can run it from Matlab (I would be happy as well if you can suggest any other method to communicate OSA203B with Matlab).
ksosnowski  (posted 2022-05-23 12:28:39.0)
Thanks for reaching out to us, Ghaith. We have fixed this issue in a VS C# app. I am reaching out directly to discuss your application further.
Goksenin Komurcu  (posted 2021-01-13 07:39:35.287)
Hi, I'm graduate student at Istanbul University . I have few questions for your product OSA202c. 1) Is there any limitations on fiber diameter which have used?. (50 um or 100 um). 2) Can I collect the spectrum if I bring the fiber closer to the sample where the light is emitted (sample dimensions varying from 10um to 500 um) without using a collimator or lens 3) Can I collect a spectrum from a sample which is emitting light periodically with 50 ns duration by using OSA202C?
YLohia  (posted 2021-01-15 04:29:58.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. 1) The OSAs are spec'd for optimal performance using silica fibers of core diameters ≤Ø50 µm Core and NA ≤ 0.22 (Fluoride Multimode Fiber Patch Cables can be used with ≤Ø100 µm Core and NA ≤ 0.26). We recommend using a single mode fiber whenever possible. 2) This depends on the divergence of your light source and your positioning capability (coupling efficiency). Please see the Level Sensitivity spec for the minimum amount of power per wavelength required. 3) Nanosecond pulses can be used, however, you do need to ensure that the duty cycle is relatively high. Low rep rate and short pulses are not a great combination for OSA measurements, especially for broadband sources where interferogram signal is located near the zero burst. Please see the "Pulsed Sources" tab on this page.
Vasilii Voropaev  (posted 2021-01-12 02:07:15.623)
Hello. Is the osa207c spectrometer polarization sensitive? What is used in the spectrometer as a beam splitter? Can a beam splitter transmit orthogonal polarizations with different ratios? I measure a spectrum with a width of about 100 nm, when the polarization of different parts of the spectrum changes, the intensity of these components on the spectrometer differs, what can this be related to?
YLohia  (posted 2021-01-15 03:41:40.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. The OSA207C has a larger polarization dependence than our other OSA models due to the ZnSe beamsplitter used in this model. Based on our direct conversation and the data you have provided, this is the reason for the differences in your spectrum due to the polarization changes.
Arindam Banerjee  (posted 2020-12-24 03:43:56.66)
Hi, I would like to know if there is a provision for Auto calibration for this OSA, is it applicable or not applicable Can a LED spectrum be analyzed with this OSA. best regards
YLohia  (posted 2020-12-29 10:47:16.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. The OSAs can be used to measure the spectral output of LEDs as long as the specified wavelength range of the specific OSA covers the spectral output of the LED. These FT-OSA instruments incorporate a stabilized HeNe reference laser with a vacuum wavelength of 632.991 nm. The use of a stabilized HeNe ensures long-term wavelength accuracy as the dynamics of the stabilized HeNe are well-known and controlled. The instrument is factory aligned so that the reference and unknown input beams experience the same optical path length change as the interferometer is scanned. The effect of any residual alignment error on wavelength measurements is less than 0.5 ppm; the input beam pointing accuracy is ensured by a high-precision ceramic receptacle and a robust interferometer cavity design. No optical fibers are used within the scanning interferometer. The wavelength of the reference laser in air is actively calculated for each measurement using the Edlén formula with temperature and pressure data collected by sensors internal to the instrument.
Austin S  (posted 2020-10-13 22:08:26.21)
Hello! Does the pulsed source mode work for rep rates as low as 10 Hz? Additionally, do you have a damage threshold estimate for nanosecond pulses? Thanks!
YLohia  (posted 2020-10-23 10:23:37.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. While we don't have formal damage thresholds for the OSA203C, as a rule of thumb we expect it to be limited by the damage threshold of our -P01 mirrors to 3 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm). In your case, the damage threshold of the OSA does not matter matter because rep rate 10 Hz is way too low, especially when the duty cycle is that low. Low rep rate and short pulses is not a great combination for OSA measurements, especially for broadband sources where interferogram signal is located near the zero burst. This is explained under 'Pulsed Sources' tab on this page.
William Deschenes  (posted 2020-08-20 09:50:51.183)
Hello, I was wondering if you offered rentals for the OSAs. We are currently working on an application that woud require a OSA201C for a short duration (2-3 months). Thanks for your time and have a nice day, William Deschenes
YLohia  (posted 2020-08-20 02:24:26.0)
Hello William, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, we currently do not have a rental program for our products. That being said, we have noted your request and will consider developing such a program in the future.
Jason Galvin  (posted 2020-07-17 17:36:41.193)
I'm designing a system which will have multiple pickoff locations for spectrum analysis and am looking at using the OSA201C for spectrum analysis. Do you have a suggestion for a 3 or 4 to one fiber switch that would work well with the OSA201C.
YLohia  (posted 2020-07-20 08:57:16.0)
Hello Jason, thank you for contacting Thorlabs. The recommendation will depend on the operating wavelength range of your various signals. For example, we do offer the OSW8104, which is suitable for the 1240 - 1610 nm wavelength range. If you do use this, you will need to use an FC/APC to FC/PC hybrid patch cable to connect to the OSA. I have contacted you directly to discuss your options in more detail.
user  (posted 2020-07-02 10:24:27.337)
Hello! I'm using the OSA201C and currently facing some troubles. I'm trying to measure the CRI of a light source, but can't seem to find the feature. Is it possible that this product cannot measure CRI?
wskopalik  (posted 2020-07-03 10:11:15.0)
This is a response from Wolfgang at Thorlabs. Thank you very much for your inquiry! Unfortunately, the OSA software is not calculating CRI values. The spectral data can however be saved in different file formats, like e.g. CSV, and can then be recalculated to CRI values in Excel for example.
Matthew Seo  (posted 2019-09-27 17:26:15.867)
Hello again, I have few questions for your product osa 201c. It's quite different with other spectrometers using grating and I have a question about it. Is it possible to get a spectrum of light which has a multiple frequencies? Since OSA records the interferogram as an autocorrelation waveform of unknown input, if the light is composed of multiple frequencies, I think the interferogram would look very chaotic(messy?), so, for me it looks pretty hard to get a spectrum from that light. Another question is, the reference laser HeNe laser is just used for asuring the optical path difference and the interferogram, right? Not interfering with the unknown input? Best regards.
nbayconich  (posted 2019-10-07 08:25:06.0)
Thank you for contacting Thorlabs. With our OSA systems, we take advantage of the Wiener-Khinchin Theorem, which explains the relationship between the Fourier Transform of the autocorrelation of a signal. In our case, the autocorrelation is equivalent to readily recovering the intensity (modulus squared of the electric field) but it varies as function of temporal frequency, which can be readily converted to wavelength. After the autocorrelation, the output has the form of a typical spectrometer measurement. The stabilized HeNe is used to control the acquisition of the interferogram of the input. It ultimately provides sampling intervals of known optical path distance (OPD), which become input for a phase locked loop, leading to fine sampling resolution.
Matthew Seo  (posted 2019-09-16 14:14:27.817)
Hi, I'm a graduate student of Seoul National University of South Korea. I have a question for your product. Can you explain me the difference between this OSA and just a spectrometer? For me it seems like OSA and spectrometer do the similar operation(even the wavelength range of OSA 201C and spectrometer ccs175 of your company doesn't differ that much) but their prices differs about 10 times. Best regards.
nbayconich  (posted 2019-09-17 10:43:16.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Both the OSA and CCD spectrometers are intended to measure intensity vs. wavelength of optical sources however the mechanism used to measure the spectrum is very different between these two products as well as the full capabilities between the two. The optical spectrum analyzer uses a scanning Michelsson interferometer to create an interferogram which will then take the FFT of this interferogram to generate the measured optical spectrum. The CCD spectrometers use a diffraction grating to send light to a 1D line pixel array, depending on which pixel receives light the CCD spectrometer calculates the intensity at a particular pixel # to correspond with a respective wavelength. The resolution of the FFT OSA systems is considerably higher than the CCD compact spectrometers, the spectral resolution is specified to 7.5 GHz. In the wavelength range 350nm-1000nm, this corresponds to a resolution of 3pm-25pm. In wavelength meter mode, the wavelength precision and accuracy is specified in the parts per million range. For instance, if the wavelength being measured is 1 µm, the wavelength meter precision will be 200 fm. In comparison the CCD Spectrometer has a spectral resolution specified between <0.5nm and <2nm, depending on model. Another advantage with the OSA system is that if offers both a fiber port and a free space port, to maximize its usability.
viteo  (posted 2018-11-15 13:06:03.71)
Hello. It is me again ;(. Can you please share the exact algorithm how to get the wavelength? When I launch your OSA20X_example.vi it shows me the wavelength value from dataAcq_get_wavelengthMeter.vi, but when i try to recreate a plain single subvi that will get interferogram and wavelength it always returns me -1. Even if status is OK and correct interferogram appears on the plot. I don't get what am I missing. Facing this problem for more than a month and still no result. Thank you.
nbayconich  (posted 2018-11-15 09:40:38.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We will reach out to you directly to help resolve this problem.
bluesky1126  (posted 2018-08-30 14:14:44.457)
I want to measure the spectrum of laser diode by OSA203C,the center wavelength is 1900nm.So the resolution is ? Another question,if the input power is above 20mW,OSA203C will be demaged?
llamb  (posted 2018-09-05 10:43:37.0)
Thank you for contacting Thorlabs. You can find the Resolution vs. Wavelength plots under the "Two Operating Modes" bullet in the Overview tab on this page, with a hyperlink for each plot. In Spectrometer mode with High Resolution, you will have about 100 picometer resolution at 1900 nm. In Wavelength Meter mode, you will have about 0.2 pm resolution at 1900 nm. We do not recommend a higher power input than 10 mW, as it should not be necessary to analyze the spectrum. If you want to go higher for your input power, we recommend using some kind of ND filter or attenuator before the OSA input. The OSA will most likely not be damaged if slightly greater than 20 mW of power is input, but this will depend on your beam characteristics as well. However, the interferogram will be saturated and the spectrum distorted as you approach this 20 mW value. This is the main limiting factor in the damage threshold value.
viteo  (posted 2018-07-30 11:16:43.57)
Greetings. The "wavelength meter" feature in your OSA software always shows some value, even on the first single acquire, even when OSA shows status "warmup" or "increasing gain". On the other hand in your LabVIEW (and hence C++) API it returns -1 on the first N acquisitions. I'm unable to define the condition when it starts to return actual wavelength. And I cant find any widened information in manual, programming reference or include files about "osa statuses". My question is: How can i determine is it ready to return me the wavelength, not just simply requesting new interferogram over and over and wait until it eventually became different from "-1".
nbayconich  (posted 2018-08-02 09:37:38.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Specifications for wavelength meter mode such as accuracy and precision cannot be guaranteed during warmup, i.e. before the stabilized HeNe laser has locked to specified wavelength. Therefore no value is returned in for example LabView Environment. However, we have chosen to show wavelength values in the GUI during warmup as an approximate reference. I will reach out to you directly with an example labview .vi showing how to read out if the reference laser is stabilized or still warming up.
viteo  (posted 2018-06-12 13:01:25.273)
The dataProcess_power.vi from LabVIEW library does not return value. The VI calculates Spectrum Power value, writes it down to the private field and indicates it, but it is not connected to any output terminal. Please fix the library.
YLohia  (posted 2018-07-10 09:04:45.0)
Hello, thank you for bringing this issue to our attention. I will reach out to you directly with instructions on how to fix this now. This bug will be fixed in a pending release.
cooglebit  (posted 2018-03-28 10:39:13.273)
用于测试2-14微米的红外激光光谱,测试光源为连续或者高重频自由空间光束,请给报价单
YLohia  (posted 2018-03-30 05:02:23.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. It looks like you want a quote for the OSA207C. I have forwarded your request to our sales team in the nearest geographical location to you.
user  (posted 2018-01-17 19:43:29.767)
What's the minimum linewidth that can be measured using this device? I see from the specs tab that the limit is about 0.1 nm in "spectrum analyzer mode". Would it be accurate to use the coherence length mode to measure narrow linewidths, and if so, what is the smallest that could be measured? Thanks
tfrisch  (posted 2018-01-26 03:08:20.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. The resolution of the OSA is determined by the optical path length difference between the arms. This measures an interferogram, and the resolution comes out to 7.5GHz. That corresponds to about 25pm if the center wavelength is 1000nm. The coherence length is calculated from this interferogram, so it would not be able to yield a smaller resolution. If you need to measure smaller linewidths, I would recommend a Fabry-Perot Interferometer. We have units with resolution as low as 1MHz available. Please reach out to us at TechSupport@Thorlabs.com for more details.
raphael.stgelais  (posted 2017-09-06 14:08:52.183)
Quick comment: it would be super useful to allow for ac coupling of the detector with a lock-in in order to push down noise floors (e.g. step-scan options from Bruker). Liquid nitrogen cooling would also boost performance at long wavelengths and is not too annoying (I'll happily fill a bucket 1 or 2 times a day for 20 dB lower noise). Without thes options the long wavelenghts products are not very attractive compared to a Bruker vertex or a a Nicolet IS50R
tfrisch  (posted 2017-09-07 02:02:31.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have posted your feedback in our internal engineering forum, and I will reach out to you directly to discuss your application as well.
adrien.mau  (posted 2017-07-20 14:06:22.52)
Greetings, I'm currently using Thorlabs OSA207C. I'm working with a low power source so for alignment procedure I would like to use a powerful source (~100mW, that i can follow with infrared card sensors), can I align this input source while the alignment beam is on without damaging the OSA ? As the input source is locked when the alignment beam is on I was wondering if there was some kind of shutter inside, protecting the device. Many thanks, Adrien
tfrisch  (posted 2017-07-26 01:58:41.0)
Hi Adrien, thank you for contacting Thorlabs. We list the max input power at 10mW and the Input Damage Threshold as 20mW, so it would be best to attenuate your alignment beam. There is not a shutter separating the output alignment HeNe from the beam path of the input. Please let us know if you have any further questions.
qqaaww1  (posted 2017-02-16 09:17:52.383)
I try to measure spectrum by OSA 202C. Device connected to PC. Software OSA 2.75 installed and communicates with device (I can view SN, status, etc.). But I can't get any data. Software writes 'Ref. low.' and 'Optimizing interferometer'. I try to use OSA 2.70 - same results. How to solve it?
tfrisch  (posted 2017-02-17 02:24:09.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly to troubleshoot these errors.
ngaber  (posted 2015-05-25 17:22:13.79)
I need to measure the spectrum of a TE signal. I am wondering if using your OSA with a PMF is possible. Is there any risk that any of the component inside may affect the SOP? Also I see that you provide a laptop with the OSA for the analysis; does the price indicated include that? And what if I don’t need the laptop and would like to have the software on a CD to be installed on our PC since we need further data processing by Matlab. Is that possible? And does that decreases the price? Thanks and advance, Best Regards,
jlow  (posted 2015-06-05 10:05:07.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: You should be able to use a PMF with the OSA. We can offer the OSA without the laptop as a special. I will contact you directly about this.
crollins  (posted 2014-03-28 10:47:49.773)
I was wondering if it would be possible for both the OSA 201 and the OSA 205 to view and analyze non-coherent light sources? A lot of what I have seen here makes it sound like the equipment is only useful for lasers but I am looking to measure incandescent light sources. Would I need to create a set up with a fiberoptic cable to my light source? Would such a set up be possible because where my light source is probably isn't where I want my equipment to be so such a set up would be ideal?
besembeson  (posted 2014-04-03 06:32:36.0)
Response from Bweh E at Thorlabs: This is a high precision instrument so it will mostly be used with coherent sources such as lasers. When used as a wavelength meter the precision is about 1 part-per-million (for example the resolution is around 0.2pm when looking at 1um wavelength). However, it can also be used with incandescent sources. Since these are generally incoherent (or have extremely short coherence lengths), you will need some kind of spatial filter (and maybe a spectral filter too) for this to be analyzed by the OSA. You can use up to a 50 micron fiber as a filter but your emission will have to be coupled into this fiber so you see the challenge. I was wondering if our compact CCD spectrometers (see: http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3482) would not be more suitable for your application. I will follow up with you via email to discuss this further.
bug99  (posted 2014-01-20 11:17:12.4)
Dear Tim, could you, please, send me a trial file with any spectrum so I could put it into your software and see the program interface in full grace.
jlow  (posted 2014-01-27 01:37:27.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We will send this to you.
tcohen  (posted 2012-11-15 12:29:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: The instrument is designed for measurements on CW light sources. The internal detectors in the OSA203 have a bandwidth of several 100kHz. Therefore, the rep rate of the laser will have to be in the MHz region for the OSA203 to work properly.
user  (posted 2012-11-14 06:00:23.22)
Can this OSA measure a laser beam working in pulse regime (10Hz - 10kHz) ?
tcohen  (posted 2012-11-07 21:30:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: Thank you for contacting us. We could stretch the OSA203 wavelength range towards 900nm while keeping the upper at 2500nm. However, the sensitivity will be lower below 1000nm. A typical scan rate can be ~2Hz for low resolution and low sensitivity and ~0.11 Hz for high resolution and high sensitivity. We have plans to extend our offering to include a 600-1700nm version of our OSA soon. We have contacted you to discuss your application further.
hormuth  (posted 2012-10-30 04:13:16.43)
First: is it possible to extend the wavelength range of the OSA203 down to ~700nm while keeping the upper limit at 2500nm? Second: how long does one scan take with full resolution and with low resolution? We are interested in using this device for LED light analysis and for broadband filter measurements as well.
jlow  (posted 2012-08-22 14:37:00.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: For the OSA203, there's no external hardware trigger input for this functionality. However, you could do software triggering by implementing the data acquisition routine in your own software. The routines are provided with the device interface library.
avle  (posted 2012-08-19 21:04:39.0)
for the osa203, is there an option for external trigger for the spectra capture?
tcohen  (posted 2012-04-03 09:28:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: Single mode fibers or 50um fibers (NA .22 or less) are recommended. The specification for absolute power accuracy only applies for single mode fibers. You are correct; there is a broadband collimator behind the port. Also, please note that although the standard receptacle is FC/PC others can be made on request.
cbrideau  (posted 2012-03-30 17:59:48.0)
What size fiber (core) is recommended for the input? I assume there is a collimator just behind the port on the front of the box?
tcohen  (posted 2012-03-29 10:28:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: Thank you for your interest in our OSA! We have reserved the model name OSA202 for this wavelength range and have plans for it in our future product line. For your immediate needs I have contacted our design engineers about a custom quote and I will contact you directly with details.
avle  (posted 2012-03-27 00:10:56.0)
Is OSA203 available with a detector range of 600-1700nm? Thanks!

光スペクトラムアナライザ、分解能7.5 GHz、フーリエ変換方式

こちらの動画では、OSA OSA20xCの設計原理、特長、製造工程についてご紹介しています。
  • 異なるスペクトル領域に対応する5つのモデルをご用意
    • OSA201C: 350~1100 nm
    • OSA202C: 600~1700 nm
    • OSA203C: 1.0~2.6 µm (10 000~3846 cm-1)
    • OSA205C: 1.0~5.6 µm (10 000~1786 cm-1)
    • OSA207C: 1.0~12.0 µm (10 000~833 cm-1)
  • 2つの光入力ポート
    • ファイバ入力用FC/PCポート
    • 自由空間入力ポート、30 mmケージシステム用の4つのタップ穴付き
  • パージ用ホースを接続するためのコネクタ付き
  • Windows®ノート型パソコンとその他のすべてのアイテムは「発送リスト」タブに掲載
  • デモ機の貸出しをご希望の際は当社までご連絡ください。

当社の光スペクトラムアナライザ(光スペアナ、OSA)は、狭帯域と広帯域の両方の光源の光パワーを、波長の関数として測定することができます。スペクトル分解能の最高値である7.5 GHz (0.25 cm-1)は、光路差を最大の±4 cmにした時の値です(「設計」タブ参照)。また±2 ppm(parts per million)の高いスペクトル確度は、安定化632.9918 nm HeNe基準レーザのインターフェログラムを同時に測定することにより実現されています。線幅が10 GHz以下の光源に対して、波長計モードでは分解能0.1 ppm、確度±1 ppmで中心波長を測定できます。

FC/PC Fiber Receptacle
Click to Enlarge

蓋付きのFC/PCファイバーレセプタクル(写真はOSA202C)
Free-Space Optical Input
Click to Enlarge

Ø6 mmのビーム径に対応する蓋付きの自由空間光入力ポート(写真はOSA202C)
Hose Connections
Click to Enlarge

OSA20xCの背面に取り付けられた、パージ用ホースを接続するためのコネクタ
OSA207 Free-Space Input
Click for Details

View Imperial Product List
型番数量Description
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
MPD029-M011Ø12.7 mm(Ø1/2インチ) 90°軸外放物面ミラー、保護膜付き金コーティング、RFL = 50.8 mm
CRM1PT1ケージ用マイクロメータ付き精密回転マウント、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用、#8-32タップ穴(インチ規格)
SM05MP1SM05外ネジ付きアダプタ、Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)軸外放物面ミラー用
SM1A6T1ネジ変換アダプタ、SM1外ネジ&SM05内ネジ、長さ10.2 mm
SM05RR1SM05固定リング、Ø12 mm~Ø12.7 mmレンズチューブおよびマウント用
SM1RR1SM1固定リング、Ø25 mm~Ø25.4 mmレンズチューブおよびマウント用
ER4-P41Ø6 mm ケージアセンブリーロッド、長さ 101.6 mm、4個入り
View Metric Product List
型番数量Description
OSA205C1フーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
MPD029-M011Ø12.7 mm(Ø1/2インチ) 90°軸外放物面ミラー、保護膜付き金コーティング、RFL = 50.8 mm
CRM1PT/M1ケージ用マイクロメータ付き精密回転マウント、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用、M4タップ穴(ミリ規格)
SM05MP1SM05外ネジ付きアダプタ、Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)軸外放物面ミラー用
SM1A6T1ネジ変換アダプタ、SM1外ネジ&SM05内ネジ、長さ10.2 mm
SM05RR1SM05固定リング、Ø12 mm~Ø12.7 mmレンズチューブおよびマウント用
SM1RR1SM1固定リング、Ø25 mm~Ø25.4 mmレンズチューブおよびマウント用
ER4-P41Ø6 mm ケージアセンブリーロッド、長さ 101.6 mm、4個入り
自由空間入力ポートに取り付けた回転マウントCRM1PT(/M)とØ12.7 mm(Ø1/2インチ)軸外放物面ミラー

ファイバ入力および自由空間入力
当社の全てのOSAでは、ファイバ入力および自由空間入力が可能です。ファイバ入力ポートには、シングルモードならびにマルチモードのFC/PCパッチケーブルを接続できます。ご使用いただくマルチモードパッチケーブルは、標準的な石英ガラス製の場合、コア径が最大Ø50 µmまで、開口数(NA)が最大0.22まで、フッ化物ガラス製の場合は、コア径が最大Ø100 µmまで、NAが最大0.26までをお勧めいたします。シングルモードパッチケーブルをお使いいただくと、より高いコントラストを得ることができます。OSAにFC/PC以外のファイバ入力レセプタクルを付けることも可能ですので、その際は当社までお問い合わせください。

自由空間光入力ポートには最大ビーム径Ø6 mmまでのコリメートビームを直接入力することが可能です。入射光源をOSA内蔵の干渉計に対してアライメントするために、開口から赤色のクラス1アライメントビーム(回転式スイッチで起動)が出ます(上の動画の2分47秒付近をご覧ください)。この入射光源は、OSAの適切な測定精度が得られるようにアライメントビームとの軸合わせが必要です。入力開口の周囲には4つのタップ穴があり、当社の30 mmケージシステム用のロッドを取り付けることができます。その際、取り付けたケージ部品が蓋と接触しないよう、長さが38.1 mm以上のケージロッドをご使用ください。自由空間結合についての詳細は「自由空間結合」のタブをご参照ください。

パージ用ホース接続口
OSAの背面パネルには内径6.35 mm(1/4インチ)のクイックコネクト接続の2つのホースコネクタが付いています。水分子の吸収線による測定スペクトルへの影響を低減させるために、このコネクタを用いて干渉計を乾燥空気でパージすることができます。この用途に適した製品として、当社では ピュアエアーサーキュレーターユニットをご用意しております。当社のOSA内の光学素子では吸湿性の素材を使用していないため、一般的にはパージの必要はありませんが、ガスの検出や識別のように筐体内のトレースガスが測定に影響を与える可能性のある用途には有用です。OSA203Cを使用したセットアップ例を「ガス分光」タブ内に掲載しています。

ソフトウェア
各OSA20xCには、OSAソフトウェアversion 2.90がインストールされたWindows®ノート型パソコンが付属します(USB 2.0ケーブルも付属)。このソフトウェアには、多様な測定および分析ツールを含むグラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)が付いています。ソフトウェアの機能についての詳細は「ソフトウェア」タブをご参照ください。OSAシステムの自作制御用に、LabVIEW®、C、C++、C#用の様々なドライバのセットもご用意しています。




 

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
OSA201C Support Documentation
OSA201Cフーリエ変換光スペクトラムアナライザ、350~1100 nm
¥3,734,579
Lead Time
OSA202C Support Documentation
OSA202Cフーリエ変換光スペクトラムアナライザ、600~1700 nm
¥3,734,579
7-10 Days
OSA203C Support Documentation
OSA203Cフーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~2.6 µm
¥3,914,819
7-10 Days
OSA205C Support Documentation
OSA205Cフーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~5.6 µm
¥4,239,252
Lead Time
OSA207C Support Documentation
OSA207Cフーリエ変換光スペクトラムアナライザ、1.0~12.0 µm
¥4,771,066
7-10 Days

光スペクトラムアナライザ、分解能1.9 GHz、フーリエ変換方式

Hose Connections
Click to Enlarge

Redstone OSAの背面に取り付けられた、パージ用ホースを接続するためのコネクタとBNCトリガ接続端子
Redstone Calibration Laser
Click to Enlarge

校正用レーザは、付属のコネクタ変換パッチケーブルを使用してFC/PCファイバ入射用コネクタに直接接続できます。
FC/PC Fiber Receptacle
Click to Enlarge

蓋付きのFC/PCファイバーレセプタクル
Free-Space Optical Input
Click to Enlarge

60 mmケージ部品を使用して自由空間光をOSAに結合させることができます。
Redstone Handle
Click to Enlarge

Redstone OSAの重さは26.5 kgです。サイドパネルにハンドルが付いており、簡単に持ち運びできます。
  • マルチディテクタ構成により幅広い動作範囲に対応:1.0~5.6 µm (10 000~1786 cm-1)
  • 4種類の分解能設定と、3段階の感度レベル
  • 波長校正用の周波数ロックレーザは前面パネルからアクセス可能
  • 2つの光入力ポート
    • ファイバ入力用FC/PCポート
    • 自由空間入力ポート、60 mmケージシステム用の4つのタップ穴付き
  • 外部同期用のトリガ入力
  • パージ用ホースを接続するためのコネクタ付き
  • Windows®ノート型パソコンとその他のすべてのアイテムは「発送リスト」タブに掲載
  • デモ機の貸出しをご希望の際は当社までご連絡ください。

当社の光スペクトラムアナライザ(OSA) Redstone OSA305は、狭帯域光源と広帯域光源の両方に対して、上記のOSAよりも高い分解能と低いノイズフロアで光パワーを波長毎に測定することができます。スペクトル分解能の最高値である1.9 GHz (0.063 cm-1)は、光路差を最大の16 cmにした時の値です(「設計」タブ参照)。また±0.2 ppm(parts per million)の高いスペクトル確度は、1532.8323 nmの周波数ロックアライメントレーザのインターフェログラムを同時に測定することにより実現されています。線幅が10 GHz以下の光源に対して、波長計モードでは分解能0.1 ppm、確度±0.5 ppmで中心波長を測定できます。

特定の用途に合わせてRedstone OSAのカスタマイズが可能です。当社までお問い合わせください。一般的なカスタマイズの例としては、交換用の入力レセプタクル、波長範囲の微調整、追加のテストプロトコル、およびノート型パソコンなしでの出荷などがございます。

分解能と感度
この高性能なOSAは、4.0、1.0、0.25、0.0625 cm-1離れたスペクトル特性を識別できる4種類の分解能設定が可能です。 感度のレベルも3段階あり、データ取得速度と利得レベルの制御が可能です。設定した感度と分解能に対するデータ取得速度(更新頻度)の詳細な仕様については、「仕様」タブをご覧ください。

校正用レーザ
Redstone OSAに内蔵の校正用周波数ロックレーザは、前面パネルの電源スイッチ上にあるFC/APCファイバ出力部からアクセス可能です。付属のシングルモードパッチケーブルを使用して、前面パネルの出力部とFC/PCファイバ入力部を接続することにより、このレーザ光を装置内に誘導し波長を校正します。校正中、ソフトウェアは測定した波長を基準値と比較し、必要があれば校正を行います。

インターフェログラムの平均化
内蔵の広帯域基準光源により、Redstone OSAは2つの光ブランチ間の光路差ゼロ(ZPD)地点を正確に決定します。このZPDを使用して、インターフェログラムを平均化し、信号対雑音比を減少させることができます。2つのブランチ間でのビームプロファイルの重なりはピエゾアクチュエータを使用して最適化されます。

ファイバ入力および自由空間入力
当社の全てのOSAでは、ファイバ入力および自由空間入力が可能です。ファイバ入力ポートには、シングルモードならびにマルチモードのFC/PCパッチケーブルを接続できます。ご使用いただくマルチモードパッチケーブルは、標準的な石英ガラス製の場合、コア径が最大Ø50 µm、開口数(NA)が最大0.22まで、フッ化物ガラス製の場合は、コア径が最大Ø100 µm、NAが最大0.26までをお勧めいたします。シングルモードパッチケーブルをお使いいただくことにより高いコントラストを得ることができます。OSAにFC/PC以外のファイバ入力レセプタクルを付けることも可能ですので、その際は当社までお問い合わせください。

自由空間光入力ポートには最大ビーム径Ø10 mmまでのコリメートビームを直接入力することが可能です。これにより、OSA OSA20xCに比べてより多くの微弱信号を収集することができます。入射光源をOSA内蔵の干渉計に対してアライメントするために、開口から赤色のクラス1アライメントビーム(OSAソフトウェアで起動)が出射されます。 入射光源は、OSAの適切な測定精度が得られるようにアライメントビームとの軸合わせが必要です。自由空間のアライメントについての詳細は、こちらのアプリケーションノートをご参照ください。入力開口の周囲には4つのタップ穴があり、当社の60 mmケージシステム用のロッドを取り付けることができます。その際、取り付けたケージ部品が蓋と接触しないよう、長さが38.1 mm以上のケージロッドをご使用ください。自由空間結合についての詳細は「自由空間結合」のタブをご参照ください。

パージ用ホース接続口
OSAの背面パネルには内径6.35 mm(1/4インチ)のクイックコネクト接続の2つのホースコネクタが付いています。水分子の吸収線による測定スペクトルへの影響を低減させるために、このコネクタを用いて干渉計を乾燥空気でパージすることができます。この用途に適した製品として、当社では ドライエアーサーキュレーターユニットをご用意しております。当社のOSA内の光学素子では吸湿性の素材を使用していないため、一般的にはパージの必要はありませんが、ガスの検出や識別のように筐体内のトレースガスが測定に影響を与える可能性のある用途には有用です。OSA203Cを使用したセットアップ例を「ガス分光」タブ内に掲載しています。

ソフトウェア
Redstone OSAには、OSAソフトウェアバージョン3.20がインストールされ、Windows®ノート型パソコンが付属します(USB 3.0ケーブルも付属)。このソフトウェアには、多様な測定および分析ツールを含むグラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)が付いています。ソフトウェアの機能についての詳細は「ソフトウェア」タブを参照ください。OSAシステムの自作構築用にLabVIEW®、C、C++、C#用の様々なドライバのセットもございます。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
OSA305 Support Documentation
OSA305Redstone光スペクトラムアナライザ、分解能1.9 GHz、1.0~5.6 µm、フーリエ変換方式
¥6,689,150
Lead Time
Last Edited: Jul 18, 2014 Author: Dan Daranciang