用于窄带激光表征的微型光谱仪

在不到60年的时间里，原先在科幻小说中被描绘成“射线枪”的激光以全新的姿态走进了我们的日常生活中。无论在条形码扫描器还是JD的单分子显微镜中，都能看到激光的身影，激光是强大的低成本光源，适用于从基础研究到消费娱乐的各行各业。在利用此类光源时确定波长和功率是极为重要的，紧凑型、即插即用的光谱仪是实现这一目的的理想工具。

微型光谱仪可用于激光输出表征，可作为内部或外部激光反馈环的一部分。海洋光学的模块化光谱仪在UV-VIS（200-1100 nm）区间内能达到亚纳米级光学分辨（FWHM）性能，在NIR（800-2500 nm）区间内可实现高分辨率，具有较快的反应速度和能启动与激光事件同步触发采集的功能。 经校准后，我们的光谱仪还能测定低功率激光光源的功率。

激光二极管易因温度变化造成波长和输出功率的波动，通常需要配备反馈环和稳定系统。 我们的STS微型光谱仪尺寸仅为42 mm×40 mm×24 mm（长×宽×高），是体积小、功能强大的解决方案，易于整合到激光系统或组件中，起到激光监测的目的。当配备10μm狭缝时，STS能分辨激光输出，分辨率接近1.0 nm（FWHM），可适应光纤和自由空间耦合。如图1所示，用辐射校准的STS-VIS（约1.5 nm FWHM分辨率）分析一个准直的520 nm激光二极管。 激光束透过一个分束器，

通过求500-560 nm范围内光谱辐射通量的积分，并使用OceanView光谱仪软件中能量、功率和光子功能，我们计算出总激光集成功率为521 μW。

当只需要一个ZX波长时，适合采用高分辨率光谱仪。 我们的HR系列光谱仪带有多种光栅和两个高密度CCD阵列检测器，方便您定制适用于特定波长范围且具有高分辨率的系统。这样，一台光谱仪能测定多个激光特征，包括峰位置、FWHM、积分峰面积和其他参数。

使用HR4000光谱仪，我们能在窄波长范围内检测532 nm激光二极管的特征。该光谱仪配有一个窄（5 μm）狭缝和2400刻线/毫米光栅，能实现小于0.05 nm的分辨率（FWHM）的测量。采用OceanView软件中的峰测定功能，我们能识别531.4nm下的ZX波长，并判定该激光的FWHM为0.14 nm（图2）。配套功率表使用，一台高分辨率的光谱仪甚至能对极窄的激光光源进行完全表征。

激光应用正迅速进入NIR领域，包括药物研发、远距离爆zha物检测、其他防御和安全应用。

为说明海洋光学光谱仪用于NIR激光表征的能力，我们用NIRQuest光谱仪测定了波长稳定的1064 nm激光的输出。配备了10 μm狭缝和600刻线/毫米的光栅，这个定制化配置在975-1125 nm的范围内能达到0.25-0.46 nm分辨率（FWHM）。

图3. 采用光栅和狭缝的优化组合，NIRQuest光谱仪可用于NIR激光表征。

图3中显示了1064 nm激光的峰特征。我们采用了OceanVeiw软件中的峰测定功能测定1068.3 nm的ZX波长。其他可测定的峰特征包括ZX波长、FWHM和90%带宽。

在过去的10-20年中，除了传统的窄带激光外，多用途的宽带和可调谐激光光源也广为应用，诸如Ti:sapphire激光、OPOs和超连续谱激光。尽管并非新鲜事物，但即使是染料激光器在当今的世界中都占有一席之地。可调谐激光光源需要连续的光谱表征，采用体积小巧的STS微型光谱仪就能轻松实现这一目的。

无论是测定ZX波长、光谱形状还是功率，体积小巧的光谱仪都是一种方便、低成本的工具，适合多种激光光源的表征和监测。联系我们的应用销售工程师，定制适合您的需要的系统。