MEMSグレーティング変調器

High Throughput from 600 - 1100 nm
Tunable Deflection Over a Range of Wavelengths
Polarization Independent Operation
Response Times of Less Than 2.5 µs

Device Architecture of MEMS Grating Modulator

MGR6N

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概要
仕様
グラフ
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Close-Up of Deformable Grating Active Aperture

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MEMSグレーティング変調器の前面

特長

分散がゼロに近い反射型金コーティング
動作波長範囲:600～1100 nm
周波数範囲:0～200 kHz
偏光依存性の無い動作
応答時間：2.5 μs未満
連続動作可能
大きな有効径のアクティブ領域：Ø6.0 mm

こちらのMEMSグレーティング変調器は、当社が戦略的パートナーシップを結んでいるBoston Micromachines Corporationで製造されており、溝の深さを制御することにより光の強度を変調します。この反射型のMEMSグレーティングは、電圧を印加していないときは金属平面ミラーとして機能しますが、電圧を印加すると溝の深さを制御できる可変反射型1次元グレーティングとなり、高度な光制御が可能になります。右の図に見られる丸いØ6.0 mmの金コーティングされた領域は、静電アクチュエータのアレイで構成されたアクティブ領域の開口部です。このグレーティング変調器は、波長範囲600～1100 nm、入射角(AOI)10°以下において200:1の高い消光比を得ることができます(詳細は「グラフ」タブ参照)。デバイスは、10°の角度の付いた650～1050 nm用ARコーティング付きウィンドウWG11050-Bで保護されています。

このグレーティング変調器を駆動するには、高電圧増幅器HVA200(付属していません)などの外部高電圧電源が必要です。最大動作電圧はデバイスによってバラツキがありますが、200 Vを超えることはありません。各ユニットには最大動作電圧が明記されたラベルが付いており、また最適な電圧設定について記載したデータシートも添付されています。電源ケーブルは筐体背面にあるSMBオス型コネクタに接続してください。変調器は、電気的には静電容量が250 pFのコンデンサとして振る舞います。グレーティングが対象とする各波長には、それぞれに適した消光電圧(extinction voltage)が必要ですが、それらはお客様ご自身で調整できます。この変調器の変調周波数範囲は、完全変調については最大200 kHzまでですが、部分変調であればより高速でも可能です。この変調器は、高いスループットが求められる用途において、ポッケルスセルや音響光学変調器または電気光学変調器の代わりにご使用いただくことも可能です。

グレーティング変調器はØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブに納められているため、スリップリングSM1RC/M、レンズチューブクランプSM1TC、その他のØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブ用マウントなどに取付けられます。また、アダプタSM2A21を使用すれば、マウントに納められた変調器を、Ø50 mm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)光学素子用精密キネマティックミラーマウントKM200に取り付けることもできます。筐体の寸法については「仕様」タブをご覧ください。

なお、これらの製品は静電気に敏感です。常に静電気対策を講じた環境下で取扱い、ESDリストストラップを着用してください。

当社ではイメージング用途向けに高速での強度変調やビーム強度の減衰が可能な2光子顕微鏡用高速光変調器もご用意しております。

回折光の除去
入射光はグレーティングにより回折され、その回折パターンは連続的に広がります。回折光が光路に入るのを防ぐために、アイリス(付属していません)のご使用をお勧めします。ビームサイズが大きすぎる場合には、光学素子をグレーティングから遠い位置に配置することで、非回折光と回折光が重なることを防げます。

電圧源に関する注意
グレーティング変調器には、定格電圧を超えるようなノイズの無い高電圧電源をご使用ください。使用前に、電源の制御電圧(CV)が良好な状態であり、電圧スパイクが生じないことをご確認ください。電圧スパイクにより最大電圧を超えたときには、デバイスに不可逆的な損傷が生じる場合があります。可能であれば電圧源とユニットの間にスイッチを設置し、状態を変えるときには何時でもグレーティングを電源から切り離せるようにしてください。

Item #	MGR6N
Housing Dimensions (D x L)	Ø1.30" x 2.22"
Reflective Coating (Click for Plot)	Gold
Frequency Range	0 to 200 kHz
Rise/Fall Time: 90% - 10%	< 2.5 μs
Rise/Fall Time: 97% - 3%	< 4 μs
Peak Extinction Ratio^a	200:1 at 632 nm
Optimal Wavelength Range	600 - 1100 nm
Angle-of-Incidence for Peak Extinction	< 10° (Lateral Incident Angle)
Maximum Extinction Frequency Limit, -3 dB^b	100 kHz
Active Aperture	Ø6.0 mm
Total Reflected Wavefront Error (P-V)	λ/4
Maximum Operating Voltage (Device Dependent)^c	< 200 V
Maximum Extinction Voltage (Device Dependent; Angle Dependent Above 10°)^d	See Graphs Tab for Typical Performance
Protective Window
Item #	WG11050-B
Angle	10°
Substrate	N-BK7^e
Diameter	1"
Thickness	5 mm

長635 nmの光を用い、650～1050 nm用のARコーティング付き保護用ウィンドウを付けた状態で測定
Maximum Extinction Frequency Limitは、データシートに記載されているビームの最大消光比が得られる上限の周波数と定義しています。
最大動作電圧は各ユニットのラベルと各ユニットに添付されるデータシートに記載されています。
最大消光電圧は、常に最大動作電圧よりも低いですが、波長や角度によって変化し、またデバイスにも依存します。各ユニットには、最適な電圧設定と、それに伴う垂直入射時の消光比が記載されたデータシートが添付されます。
リンクをクリックすると材料の仕様をご覧いただけます。

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MEMSグレーティング変調器の寸法

性能グラフ

このデータは当社のMEMSグレーティング変調器の典型的な性能であり、参考値です。保証される仕様値については「仕様」タブをご覧ください。

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生データはこちらからダウンロードいただけます。
上のグラフは典型的なデバイスの様々な入射角に対する消光比を示しています。消光比を最大に保ちながらビーム形状の歪みも抑えたい場合には、入射角を20°未満にしてください。入射角を大きくする場合には、電圧を再度最適化する必要があります。

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生データはこちらからダウンロードいただけます。
上のグラフは632 nmにおける、規格化された典型的な消光比と電圧の関係を示しています。消光比は入射角とともに変化し、またデバイスごとにバラツキもあります。各ユニットには、適切な電圧設定と、それに伴う垂直入射時の消光比が記載されたデータシートが添付されます。

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上のグラフは金コーティングの反射率を示しています。青い網掛け部分は、性能が仕様値として保証される波長範囲を示しています。この領域以外の性能についてはロット毎に異なります。

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上のグラフは、MEMSグレーティング変調器の典型的な偏位量(グレーティングの溝の深さ)を電圧の関数として示しています。あらゆる状況において最大定格を超えないようにご注意ください。デバイスに回復できない損傷を与える可能性があります。

Posted Comments:

Florent Haiss (posted 2021-11-01 11:57:44.28)

Would this device (MGR6N) also work with at 1300 nm (2 MHz, 50fs, 3W laser) after replacing the front window for a C coating window?

YLohia (posted 2021-11-12 04:50:11.0)

Hello, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, the change in the window's AR coating alone will not work. The issue is that it’s difficult to reach full extinction over a reasonable distance. We are in the process of releasing a 1300 nm version of our OM6N modulator, based on a similar technology. That being said, we don't have an exact release date scheduled for this product yet. We will reach out to you directly to discuss further.