调制和脉冲光源检测之Arcoptix傅立叶红外光谱仪的应用

本文描述了使用Arcoptix的 FT-NIR和FT-MIR光谱仪测量频率在10kHz到80Mhz以上的调制(或脉冲)光源。

 

Arcoptix的ROCKET系列FT-NIR和FT-MIR光谱仪是扫描傅立叶变换光谱仪。

 

它们使用白光干涉仪通过扫描迈克尔逊干涉仪的运动反射镜的位置来记录干涉图。如果待测光源的频率不在干涉仪的调制频率范围内,则光源的光谱可以被测试到。

 

通常,干涉仪的调制频率为几kHz。此外,在信号处理过程中使用数字滤波器滤除100 Hz-10kHz范围之外的频率(这个指标因光谱仪类型而异)。

 

如果调制或脉冲光源的频率(或重频)高于干涉仪最高调制频率(通常为10kHz),则可以对其进行光谱测量。下面是三个测量示例。

 

示例一:1550nm脉冲LED

一个2.5mW的发光二极管大约发射1.55 𝜇𝑚的宽带近红外光,使用配置0.9-2.6um InGaAs探测器的FT-NIR进行测量。LED输出频率通过函数发生器进行调制。

 

图1显示了以15kHz调制的LED的10个连续测量光谱。该频率高于干涉仪调制频率和内部数字滤波器频率。因此,LED的光谱可正常测量。

图2显示了LED的10个连续测量光谱,但这次以8 kHz调制。该频率位于干涉仪调制频率范围内,低于内部数字滤波器的截止值。因此,比LED中心波长短的波长,混叠伪影清晰可见。

 

示例二:80MHZ宽带超连续光源

利用Arcoptix FT-MIR 2.0-6.0光谱仪测量了一个与NKT Photonics SuperK Extreme EXW-12系统类似但不完全相同的脉冲超连续光源。

 

这个超连续光源以约500 ps,80 MHz脉冲发出覆盖450-2400 nm的光,平均功率约为5W。在FT-MIR之前使用扩散透镜降低来自光学系统的1mm准直光束的强度。激光功率从20%到100%不等。结果如图3所示。

 

示例三: 24kHz宽带光源

利用Arcopix FT-MIR 2.0-6.0测量了NKT Photonics公司的SuperK Compact超连续光源。

 

SuperK Compact可提供100mW的脉冲,脉冲宽度约为1ns,重复频率为24kHz。光谱覆盖500-2500nm。SuperK Compact光束利用自由空间耦合到FT-MIR之前,通过透镜略微扩散。结果如图4所示。