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フェムト秒レーザ用オートコリレータ![]()
Front View Back View FSAC Interferometric Autocorrelator Related Items ![]() Please Wait ![]() Click to Enlarge 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。 ![]() Click to Enlarge 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
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 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。 ![]() Click to Enlarge 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)。
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。 ![]() Click to Enlarge 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。 トリガ出力BNCメス型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メス型ディレイアームの位置に比例した信号を出力します。 フォトダイオード出力BNCメス型自己相関信号の出力 付属電源用ケーブルLUMBERG製オス型コネクタ RSMV3-657/2MMATLAB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。 ![]() Click to Enlarge FSACの同梱品(付属の電源コードは表示されていません)
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