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AQ6376 은 Yokogawa의 광스펙트럼 라인업 중 최신 버전으로 광 파장의 영역을 NIR 레인지를 넘어서 MWIR 영역인 1500 에서 3400nm 대역에 대응되는 모델입니다.
주요 어플리케이션으로는 가스 검출 등과 같은 Carbon Oxide (COx), Nitrogen Oxide(NOx), Hydrocarbon gas(CxHy) 검출 등의 환경 연구 분야입니다.
장파장 모델과 비슷하게 Gas Purging 입/출력 포트를 제공하고, high order diffracted light 를 위한 내장 컷 필터, 더블 스피드 모드를 통해 기존 Sweep 속도를 2배로 올릴 수 있도록 하였습니다.
| 모델 | 설명 |
|---|---|
| AQ6376 | Optical Spectrum Analyzer AQ6376, 1500 ~ 3400nm |
주요 특징
New Feature
Purge 기능
AQ6376의 High Resolution 과 Sensitivity 는 공기중의 수증기 입자들을 감지할 수 있을 만큼 매우 정밀합니다. 수증기는 Near-IR 파장의 상위 대역에서 감지되고, 오버랩 되어지거나, 측정 대상체의 어느 특정 대역 스펙트럼 특성을 가릴 수 도 있습니다.
질소(Nitrogen)와 같은 순수한 퍼지 가스 (Pure Purge Gas) 를 지속적으로 공급함으로서 AQ6376 은 위와 같은 수증기 흡수 영향을 줄이고 보다 신뢰성있고 정밀한 측정 결과를 도출합니다.
Hi order Diffracted light 를 위한 내장 Cut Filter
회절 기술을 적용하게 되면, 모노크로메터 일부 환경에서 높은 차수의 회절된 빛을 발생시킬 수 있고, 이는 입력 파장에 다중으로 중첩되어 파장으로 나타나게 됩니다.
입력되는 빛의 1500nm 이하의 빛을 내장필터로 걸러냄으로써, AQ6376은 높은 차수의 회절광의 영향을 크게 줄일수 있게 되었습니다. 따라서 측정된 데이터는 항상 신뢰성이 높고 재현성 또한 높습니다.
Double Speed Mode
기본 Sensitivity 값에서 2dB 정도의 손해만으로도 Sweep 속도를 2배로 증가 시킬수 있습니다.
장 파장 대응 : 1500nm ~ 3400nm
AQ6376은 통신에서 사용되는 파장 대역 뿐만 아니라, 3um 대역의 환경 센싱, 의료, 생명공학, 산업용 어플리케이션 등에 다양하게 적용할 수 있습니다.
High Sensitivity: ~ -65dBm
AQ6376은 +13dBm 에서 -65dBm 에 이르는 광파워 측정을 High Dynamic 와 low noise 회로 소자를 채택하여 가능하게 하였습니다. 높은 광파워에 낮은 광파워까지 넓은 범위를 매우 정밀하게 측정 할 수 있습니다.
측정 Sensitivity는 측정 속도 등을 고려하여 총 7개의 값 중에서 선택 할 수 있습니다.
White Light Source (노란색) 스펙트럼과 AQ6376의 백그라운드 노이즈 (보라색)
High Resolution & Wide Dynamic Range
AQ6376은 double-pass 모노크로메터 구조를 채책하여, 높은 레졸루션 (0.10nm)과 넓은 close-in dynamic range (55dB) 를 구현하였습니다. 따라서, 근접한 신호와 노이즈도 구분하여 측정할 수 있습니다.
1500nm 레이저 측정, Close-in Dynamic Range : @ peak±2nm
High speed Measurement
High Speed Sweep
특허로 등록된 sweep 기술을 통해 AQ6376은 매우 빠른 sweep 속도를 가지고 있습니다. 최고 sweep 속도는 100nm span 에서 0.5sec 입니다.
Fast command processing and data transfer
고속의 마이크로프로세서를 탑재하여 AQ6376 은 매우 빠른 처리 속도를 가지게 되었고, 이더넷 인터페이스는 GP-IB 보다 최대 100 배 이상 빨라지게 되었습니다.
Fast auto-calibration
AQ6376은 레퍼런스 광원이 내장되어 있습니다. 모노크로메터 소자의 파장 켈리브레이션 및 광학 얼라인언트 를 진행할 수 있어, 매우 정밀 측정을 항시 유지 할 수 있습니다. 켈리브레이션과 얼라인먼트 프로세스는 약 2분 정도 진행되며 모두 자동으로 진행 됩니다.
*파장 켈리브레이션은 외부 레퍼런스 소스로도 진행이 가능합니다.
Free-Space Optical Input
AQ6376은 Free-Space Optical Input 구조로 되어 있습니다. 따라서, OSA 내부에 파이버를 삽입할 필요가 없습니다.
AQ6376은 R&D 생산성과 제조 능력 향상을 위해 설계되었습니다.
소프트웨어는 전처리 분석 기능이 들어 있어, 업계에서 주로 사용되는 optoelectronic ( passive & active ) 분석 기능이 들어 있습니다. 자동 연산 기능을 통해 주요 파라미테의 확인이 가능하여 빠르게 측정 대상체의 특성을 파악할 수 있습니다.
또한, AQ6376은 타 장비를 제어하는 동안에도 자동으로 측정할 수 있도록 프로그램 할 수 도 있습니다.
주요 기능
데이터 로깅
분석 결과를 레코딩할 수 있습니다. DFB-LD 분석 데이터나 다중 피크 측정을 최대 채널당 10,000 포인트까지 가능합니다.
Smoothing 기능
측정된 스펙트럼에서 노이즈를 제거할 수 있습니다.
분석 기능 내장
Spectrum Width 분석
스펙트럼의 width 및 center 를 4가지 종류의 연산을 통해 디스플레이 할 수 있습니다.
Notch Width 측정
이 기능을 사용하면 Pass bandwidth / Notch width를 V-type or U-type 필터를 통해 측정된 파형으로 부터 구할 수 있습니다.
Light Source 분석
DFB-LD, FP-LD and LED.PMD 측정에 대한 파장으로 부터 광 소스 파라미터를 분석할 수 있습니다.
Analyzer, Polarization Controller, Polarizer, Amplified Spontaneous Emission (ASE) light source, High-output LED light source, 기타 wideband light source를 조합하여 측정 대상체의 Polarization Mode Dispersion (PMD) 를 측정할 수 있습니다.
WDM 분석
이 기능을 사용하면, WDM 신호 분석이 쉬워집니다. 또한, 50GHz 간격으로 DWDM 의 OSNR 도 측정할 수 있습니다. WDM 신호 파장, 레벨, 인터벌, OSNR 측정이 최대 2014 채널까지 가능합니다. 분석 결과는 데이터 테이블로 디스플레이 됩니다.
Optical Amp 분석
Optical Amp로 들어가는 광 신호 또는 Amp로 부터 나오니는 신호의 게인 과 노이즈 측정이 가능합니다.
Optical Filter 특성 측정
Optical 필터로 들어오고 나가는 광파로 부터 Optical 핕터 특성을 측정할 수 있습니다. 분석은 한가지 모드에서의 광 필터 분석 뿐만 아니라, 멀티모드 핕터(WDM 필터) 분석도 가능합니다.
Level Fluctuations in Single-Wavelength Light 측정
특정 파장의 레벨에 대한 시간에 따른 변화를 측정할 수 있습니다. Sweep width 는 0 nm로 설정하고, single-wavelength light에 대한 측정을 시작합니다. 수평축은 시간축을 나타내게 됩니다. 이는 광원을 광 파이버에 입력 하여, Optical Axis 얼라인먼트를 실행할 때 유용합니다.
Template 분석
템플릿 기능은 미리 설정한 레퍼런스 데이터 (템플릿 데이터) 와 측정한 파형을 비교하는 기능입니다. 또한, 측정 스크린에 타겟 스펙트럼 ( 타겟 라인 )을 디스플레이하고 있을 경우, 타겟 스펙트럼을 레퍼런스화 할 수 도 있습니다.
Go/No Go 판정
Go/No Go 테스트 기능은 엑티브 트레이스 파형과 레퍼런스 데이터 ( 템플릿 데이터) 와 비교할 수 있는 기능입니다. 또한 측정된 파형에 테스트 (Go/No Go)를 수행할 수 도 있습니다.
제조 라인의 Pass/Fail 검출에 유용하게 활용할 수 있습니다.
Line Markers / Zoom Area 분석
줌 영역 이나 라인 마커로 지정한 영역이 포함된 신호의 분석을 진행할 수 있습니다.
자동 테스트 시스템
원격 조작
AQ6376은 GP-IB, RS-232, Ethernet (10/100Base-T) 인터페이스가 탑재되어 있습니다. 이를 활용하여 원격으로 접속 및 제어가 가능합니다. 또한 자동 테스트 시스템을 작성할 수 도 있습니다. 내장된 메크로 프로그래밍 기능을 이용하면 간단하게 자동화 프로그램을 만들어, OSA 스스로 테스트를 진행하도록 할 수 있습니다.
SCPI 호환
AQ6376의 기본 통신 커맨드는 SCPI와 호환됩니다. 이는 ASCII text를 기반으로한 standard code 및 IEEE-488.2. format 과 호환됩니다.
AQ6317 EMULATION MODE
AQ6376은 특허받은 AQ6317의 원격 프로그래밍 코드를 지원합니다.MACRO PROGRAMMING
매크로 프로그래밍은 사용자가 쉽게 테스트 절차를 작성하게끔 만들어 줍니다. 실제 사용자가 누르는 버튼 키를 레코딩하여 손쉽게 만들 수 있습니다. 외부 PC가 없어도 외부 장치를 제어할 수 있도록 되어 있습니다.
Passive and active devices characterization
Fiber Bragg Grating(FBG)의 특성
Fiber Bragg Grating(FBG) 는 distributed Bragg reflector 한 종류로 특정 파장의 광을 반사하고 다른 것들은 통과시키는 광파이버의 짧은 세그먼트로 제작되었습니다. 이것은 특정 유전체 거울에 파장을 발생시키는 파이버 코어의 굴절율에 주기적인 변화를 만들어 구하게 됩니다. FBG는 따라서 특정 파장을 블록하는 Inline Optical Filter 나 특정 파장 리플렉터 에 사용되어집니다.
Fiber Bragg Grating의 주요 어플리케이션은 광통신 시스템입니다. 특별히 Notch 필터로 주로 사용됩니다. 또한, Optical 멀티플레서와 디멀티플레서 등에 Optical 연산기 나 optical add-drop multiplexer (OADM)등에 사용됩니다.
Fiber Bragg grating 은 스트레인과 온도의 직접 센싱 소자 들에도 사용할 수 있습니다. 사실상, FBG의 Bragg 파장은 스트레인에 의해 조절 될 수 있고 온도 변화에 의해 피에조 트랜스듀서와 같은 센서에 적용할 수 도 있습니다. 더욱이 Fiber Bragg grating은 지진학의 계측 응용 등에 적용이 가능하고, 거친 환경에서의 압력 센서, 오일, 가스 유정의 굴착 터널이 외부 압력으로 부터 받는 영향 측정, 온도, 지진에 의한 진동, 내부 유량 측정 등에도 활용이 가능하다.
Fiber Bragg grating 은 intense ultraviolet (UV) 를 광원으로 사용하는 KrF or ArF excimer laser 를 통해 특정 타입의 광파이버에 입사하는 굴절율의 “inscribing” or “writing” systematic ( 주기적 or 비주기적)한 변화에 의해서도 만들어 집니다.
하지만, FBG의 기능적인 파장은 그 파증을 작성하는 것이 아닙니다. 비 통신 분야의 어플리케이션에서는 FBG는 2-3um 대역을 튜닝하기위해 사용됩니다. 이러한 FBG를 테스트하기 위해 AQ6375B 나 AQ6376을 사용하여 파장에 대응하는 이상적인 테스트를 진행할 수 있습니다.
Supercontinuum Light Sources 특성
Supercontinuum light 는 특정 물질(Photonic Crystal Fiber)을 mode-locked 펄스 레이저(주로 팸토초 Ti:사파이어 레이저) 로 펌핑하여 높은 비선형 Optical 프로세스를 촉진함으로써 발생됩니다.
Supercontinuum light 는 ‘램프처럼 광범위 하고, 레이저처럼 밝은‘ 이라고 표현 할 수 있습니다. 사실상, 백열등이나 형광등과 같은 특성 ( 매우 넓은 스펙트럼 ) 과 일치 하고 레이저로서의 특성 ( 높은 공간적 코히런스 와 매우 높은 밝기 ) 을 갖추고 있기 때문에, 파이버와의 최적의 커플링과 뛰어난 Single-mode 빔 품질을 가능하게 합니다.
Supercontinuum light source 소는 오늘날, 다양한 필드에서 찾을 수 있습니다. Optical coherence tomography, frequency metrology, fluorescence lifetime imaging, optical communications, gas sensing 등 매우 다양한 분야에 활용하고 있습니다.
Detecting the multi-wavelength optical pulses generated by a Supercontinuum light source with AQ6376.
AQ6376의 뛰어난 성능은 광 장비의 테스트 및 Supercontinuum 광원의 특성 분석, 제조 및 사후 품질 체크용으로도 적용이 가능합니다.
의료용 레이저 어플리케이션
2um 대역의 파장을 가지는 특정 LASER 는 오늘날 톨륨 레이저를 활용한 전립선암 내시경 수술 등에 적용하고 있습니다.
AQ6376 은 이러한 레이저의 특성 분석과 테스트에 가장 좋은 계측기로서 광제품 개발 및 제조, 사후 품질 테스트 등에 적용할 수 있습니다.
Laser Absorption Spectroscopy를 활용한 가스 검출
지구 온난화 가스는 온실 가스라고도 불리웁니다. CO2, SO2, NOX, CH4 와 같은 가스는 2um 파장 대역에서 매우 강한 흡수선을 지닙니다. 이러한 가스의 존재와 대기중의 농도는 혼합된 가스의 Optical Absorption 테스트를 통해 측정할 수 있습니다.
AQ6376의 Free-Space Input 구조는 태양을 광원으로 삼아, 멀티모드 파이버를 통해 혼합물질을 통과한 광을 이용하여 air column 의 흡수 스펙트럼을 측정 할 수 있습니다.
Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS) 어플리케이션
CRDS 는 매우 민감한optical spectroscopic 기술입니다. 이 기술은 산란되고 흡수된 빛을 샘플링하여 absolute optical extinction 측정을 가능하게 합니다. 특정 파장 대역에서의 빛을 흡수하는 가스체 샘플 연구에 광범위하게 활용되어져 왔으며, 순차적으로 1조분 단위의 mole fraction을 구분하기 위해서도 사용되고 있습니다. 이러한 기술은 우리에게 cavity ring-down laser absorption spectroscopy (CRLAS)로도 알려져 있습니다.
일반적인 CRDS 설정은 가장 간단한 구조인 2개의 고반사 거울로 구성되어져, 고정밀 optical cavity의 조명용 레이저로 구성되어 있습니다. 레이저가 Cavity 모드에서 공명중일 때, 보강 간섭으로 인하여 cavity 안에 intensity가 쌓이게 됩니다. 그러면 canity로 부터 세어나오는 기하급수적으로 감소하는 빛의 강도를 측정 하기위해 레이저를 꺼버립니다. 이 감소 기간 동안, 빛은 소멸하기 위한 효과적인 경로의 길이를 통해 수킬로미터 정도를 거울 사이에서 앞뒤로 수천번 이상 반사되게 됩니다.
만약 canity 안에 빛을 흡수하는 무엇인가를 배치하였을 경우, 빛이 모두 사리질 때 까지 빛이 감소하는 량은 보다 빨라지고 보다 낮게 튀게 될 것입니다. CRDS 설정은 초기 강도에서 1/e 까지의 빛이 없어지기 까지 얼마나 오래 걸리는지를 측정합니다. 그리고 이 “ring down time”은 cavity 안의 가스 혼합물질이 흡수하는 농도를 계산하는데에 사용될 수 있습니다.
Cavity ring down spectroscopy 는 laser absorption spectroscopy의 한 종류 입니다. CRDS 에서는, 레이저 펄스가 높은 반사율(대체로 R > 99.9%)의 detection cavity에 갇혀있습니다. 갇힌 펄스의 강도는 Cell 안의 매질과 반사 손실 등에 의해 흡수와 산란을 거쳐 Cell 안을 매 회 왕복할 때마다, 일정한 %로 감소하게 될 것입니다.
CRDS 주요 어플리케이션 중의 하나가 바로 breath analysis 입니다.:
다음의 그래프는 대기압 중의 수증기(H2O), 인간의 호흡에서 흔히 찾을 수 있는 농도와 함께 Hydrogen Cyanide(HCN) 바이오마커의 spectra를 보여 줍니다.
AQ6376 은 CRDS 시스템의 결과를 측정할 수 있는 올바릉 특성 과 매우 효과적인 성능을 갖춘 계측 장비 입니다.
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