FC1500-ULNⁿᵒᵛᵃ
Ultra Low Noise Optical Frequency Comb
(Menlo Systems)
PM 어븀 도핑 파이버 레이저 기반 초저 노이즈 광 주파수 콤
FC1500-ULNⁿᵒᵛᵃ(FC1500-ULNnova)는 Menlo Systems가 개발한 최신 광 주파수 콤 합성기로, 초고성능 주파수 합성을 위한 차세대 모델이다. 새롭게 설계된 콤 오실레이터는 ULN(ultra-low-noise) figure-9® 모드락킹 기술을 기반으로 구성되어 있다. 이른바 ‘nova’ 오실레이터의 향상된 설계는 음향 교란(acoustic distortion)과 열 드리프트(thermal drift)에 대한 내성을 크게 향상시켰다. 그 결과 자유 발진 선폭(free-running linewidth)은 단 15 kHz 수준으로 감소하였다. 이러한 선폭 감소 덕분에 FC1500-ULNⁿᵒᵛᵃ는 평균 시간 1 s 기준에서 10⁻¹⁹ 수준의 주파수 안정도(frequency stability)를 지원할 수 있음이 확인되었다.
시간 및 주파수 신호의 안정도와 정확도에 대한 요구가 계속 높아지면서 더욱 향상된 주파수 기준(frequency reference)이 필요해지고 있다. 그러나 최고의 광 기준(optical reference)이라 하더라도 스펙트럼 범위는 매우 제한적이다. 이 시스템은 안정된 기준의 스펙트럼 순도(spectral purity)를 500–2000 nm 전 파장 대역으로 확장하여 이러한 제한을 극복한다. 이 기능은 다양한 광 주파수 기준을 비교하고 모든 CW 레이저를 단일 절대 주파수 기준에 안정화할 수 있게 하며, 광 시계의 기준 신호로도 사용할 수 있다. 전체 주파수 안정도 평가는 두 독립 광 주파수 콤의 out-of-loop 비교를 통해 이루어지며, 이는 각 장비의 공장 출하 승인(factory acceptance) 단계에서 수행되는 품질 검사 절차의 일부이다.
CEO 및 광 기준 비트 주파수(beat frequency) 안정도
dead-time free π-type 카운터를 이용한 축정 결과
주요 사양
- 콤 간격 : 250 MHz
- 정확도 : 10⁻¹⁷ (τ >100 s)
- 안정도 : 1 x 10⁻¹⁶ in 1 s, 1 x 10⁻¹⁸ in 1000 s
- 동작 파장 범위 : 500 nm - 2 µm
- 통합 위상 노이즈 : <100 mrad [100 Hz-2 MHz]
특징
- 초저 위상 노이즈
- 높은 반복률
- CEO 및 반복률 제어용 고대역푝(>1 MHz) 액추에이터
- 완전 파이버 결합형 CEO 주파수 생성
- 완전 자동화 턴키(Turnkey) 계측 시스템(데이터 분석 소프트웨어 포함, 연속 운용 설계)
적용 분야
- FTIR 분광 (FTIR Spectroscopy)
- 레이저 주파수 교정 (Calibration of Lasers)
- 고정밀 CW 레이저 안정화 (High Precision CW Laser Stabilization)
- CW 레이저 안정도를 전체 주파수 콤 스펙트럼으로 전달 (Transfer of CW Laser Stability to Full Comb Spectrum )
- 냉각 원자 및 이온 (Cold Atoms and Ions)
- 고분해능 분광 (High Resolution Spectroscopy)
- 저노이즈 마이크로파 생성 (Low-noise Microwave Generation)
일반 사양
모델 (Model) | FC1500-ULNⁿᵒᵛᵃ | ||||
콤 모드 간격 (Comb Mode Spacing) | 250 MHz (others on request) | ||||
중심 파장 (Central Wavelength) | 1560 nm | ||||
평균 출력 (Average Power) | >10 mW | ||||
스펙트럼 폭 @ 1560 nm (Spectral Width @ 1560 nm) | >25 nm(FWHM) and >50 nm(-10 dB) | ||||
광학 기준 잠금 (Optical Reference Lock) | RF 기준 잠금 (RF Reference Lock) | ||||
안정도* - MDEV (Stability - MDEV) | in 1 s | <5 x 10⁻¹⁷ | <5 x 10⁻¹⁸⁽⁺⁾ | <5 x 10⁻¹⁸ ** | <1 x 10⁻¹³ |
| in 1000 s | <5 x 10⁻¹⁸ |
| <5 x 10⁻²¹ ** | <5 x 10⁻¹⁵ | |
정확도 (Accuracy) | τ > 100 s | <1 x 10⁻¹⁷ | <1 x 10⁻¹⁸⁽⁺⁾ | <1 x 10⁻¹⁴ | |
통합 위상 노이즈* [100 Hz - 2 MHz] (Integrated Phase Noise [100 Hz - 2 MHz]) | < 100 mrad | < 65 mrad⁽⁺⁾ | < 50 mrad** |
| |
콤 모드 간격 조정 범위 (Tuning Range of Comb Mode Spacing) | >4 MHz | ||||
CEO 주파수 조정 범위 (Tuning Range of CEO Frequency) | fully flexible | ||||
광 출력 (Optical Outputs) | 6 | ||||
확장 가능한 파장 범위 (Extendable Wavelengths) | 500 - 2100 nm | ||||
선폭 - 광 기준 잠금 (Linewidth - Optical Reference Lock) | <1 Hz for all comb lines and all wavelength extensions | ||||
요구 사항 및 외형 치수 (Requirements and Dimensions) | |||||
입력 사양 (Input Requirements) | cw optical reference, power level approx.1 mW (see Menlo ORS-Compact datasheet) | ||||
10 MHz frequency reference, power level +7 dBm | |||||
동작 전압 (Operating Voltage) | 100/115/230 VAC | ||||
동작 주파수 (Frequency) | 50 to 60 Hz | ||||
전력 소비 (Power Consumption) | <500 W, <3kW including chiller | ||||
냉각 조건 (Cooling Requirements) | closed cycle chiller included | ||||
동작 온도 (Operating Temperature) | 22 ± 5 °C | ||||
광학 장치 크기/중량 (Optical Unit Dimensions/Weight) | 706 x 716 mm, approx. 80 kg (Standard system configuration) | ||||
제어 전자장비 크기/중량 (Control Electronics Dimensions/Weight) | 600 x 800 mm, approx. 140 kg (Standard system configuration) | ||||
⁽⁺⁾PLUS Add-ON 포함
*별도 명시가 없는 경우, out-of-loop 콤-콤 비교 측정 기준
**In-loop 측정
선택 사양
성능 업그레이드:
PLUS: Plus-Add-On 옵션
광 원자 시계 및 양자 컴퓨팅과 같이 특정 클록 전이 또는 큐비트 전이가 특히 중요한 응용 분야를 위해, Menlo Systems는 시장에서 구현 가능한 최고 수준의 성능을 제공하는 PLUS Add-ON을 제공합니다.
해당 옵션은 특정 핵심 파장에서 안정도와 스펙트럼 순도 전달 성능을 극대화하도록 설계되었습니다.
또한 목표 파장에 도달하기 위한 스펙트럼 확장 모듈과 기술 데이터에 명시된 성능을 달성하기 위한 업그레이드 하드웨어를 포함합니다.
스펙트럼 확장 모듈:
HMP: 고출력 측정 포트 (High Power Measuring Port)
고객이 지정한 파장에서 최대 출력의 안정화된 콤 광을 제공하여, 낮은 출력(< 100 µW) 레이저의 고정밀 측정을 지원합니다.
고객이 지정한 중심 파장에서 3 nm 대역폭 내 최소 3 mW 이상의 평균 출력을 제공합니다.
적용 파장 범위는 1050-2100 nm(HMP-NIR) 또는 525-1050nm(HMP-VIS)입니다.
출력은 기본적으로 파이버 결합(fiber-coupled) 방식이며, 옵션으로 자유공간(free-space) 출력도 선택 가능합니다.
390-400 nm(HMP-UV) 영역의 경우, 1 nm 대역폭 내 최소 1 mW 이상의 평균 출력을 제공합니다.
해당 출력은 자유공간(free-space) 방식입니다.
SCM: 초연속광 모듈 (Supercontinuum Module)
670-1700 nm 파장 범위에서 외부 연속파(CW) 레이저와 콤 사이의 비트 콤 사이의 비트 신호를 최대 8개까지 제공합니다.
각 비트 신호의 신호대잡음비(SNR - signal-to-noise ratio)는 35 dB 초과입니다.
CW 입력은 파이버 결합 방식이며, 출력은 BNC 포트를 통해 제공합니다.
M-Mid-IR: 확장 패키지 (Extension Package)
안정화된 컴 스펙트럼을 3.3 µm까지 확장하며, 200 nm 이상의 스펙트럼 폭과 120 mW 초과의 평균 출력을 제공합니다.
출력은 자유공간(free-space) 포트를 통해 이루어집니다.
M-NIR: 확장 패키지 (Extension Package)
안정화된 콤 스펙트럼을 1050–2100 nm 범위까지 확장하며, 자유공간(free-space) 출력 포트와 200 mW 초과의 평균 출력을 제공합니다.
측정 포트는 CEO 주파수 안정화와 독립적으로 최적화할 수 있습니다.
M-VIS: 확장 패키지 (Extension Package)
안정화된 콤 스펙트럼을 500–1050 nm 범위까지 확장하며, 자유공간(free-space) 출력 포트와 100 mW 초과의 평균 출력을 제공합니다.
M-780: 780 nm 고출력 측정 포트 (High Power Measuring Port at 780 nm)
780 nm에서 최대 출력의 안정화된 콤 광을 제공합니다.
증폭기 및 후단 주파수 변환 단을 포함하며, 780–800 nm 중심 파장 범위에서 최소 150 mW 이상의 평균 출력을 제공합니다.
출력은 자유공간(free-space) 방식이며, 옵션으로 파이버 결합(fiber-coupled) 출력도 선택 가능합니다.
Microwave: 초고안정 RF 출력 (Ultrastable RF Output)
1 MHz–10 GHz 범위에서 초고안정 RF 출력을 제공합니다.
고감도 고속 포토디텍터와 필요 시 주파수 분주기(혹은 주파시 분배기, frequency divider)를 사용합니다.
기타 추가 옵션:
P250 PM PULSE EDFA: 어븀 도핑 파이버 증폭기 (EDFA: Erbium-doped Fiber Amplifier)
전 구간 편광 유지(PM) 구조의 증폭기로, 1560 nm에서 350 mW 초과의 근적외선 펄스를 제공합니다.
복수의 측정 포트를 위해 여러 대의 증폭기 추가 구성이 가능합니다.
BDU: 비트 검출 유닛 (Beat Detection Unit)
주파수 콤과 외부 연속파(CW) 레이저 간의 비트 신호를 생성 및 측정합니다.
다양한 파장 범위에 대해 제공되며, 자유공간(free-space) 또는 파이버 결합(fiber-coupled) 광학 구성으로 제공되고 고객의 레이저에 맞춰 최적화됩니다.
LLE-SYNCRO: 레이저 잠금 전자 장치 (Laser Locking Electronics)
외부 CW 레이저를 안정화된 주파수 콤에 잠금할 수 있도록 합니다.
주요 레이저 제조사의 제품과 함께 현장 검증이 완료되었습니다.
자세한 내용은 LLE-SYNCRO 제품 페이지를 참조하십시오.
ORS: 광 기준 시스템 (Optical Reference System)
ORS는 초저열팽창(ULE) 유리로 제작된 고피네스 광 공진기(high-finesse optical reference cavity)에 잠금된 CW 레이저로 구성됩니다.
657 nm, 689 nm, 698 nm, 729 nm를 포함하여 500–1600 nm 범위의 다양한 파장에서 1 Hz 미만의 초협대역 선폭과 7 × 10⁻¹⁶ 미만의 우수한 단기 안정도를 제공합니다.
FC1500-ULNnova를 ORS에 잠금함으로써, 이 최첨단 광 기준의 순도를 전체 주파수 콤 스펙트럼으로 전달할 수 있습니다.
자세한 내용은 ORS 제품 페이지를 참조하십시오.
추가로 궁금하신 사항이 있으시면 당사 홈페이지의 견적요청 또는 문의사항 탭을 이용해 주시거나, 유선으로 연락 주시기 바랍니다.
