• Matisse 2 Dye 

• •Frequency-Stabilized Dye Ring Lasers
• •주파수 안정화 색소 링 레이저
• •제조사: (미) MKS Spectra-Physics, (독) Sirah Lasertechnik GmbH

Matisse 2 색소 링 레이저는 단일주파수 품질사양에 따라 3가지 옵션을 제공합니다. 유연하고 동일한 아키텍처를 사용하고 있으므로 현장에서 저사양 모델에서 고사양으로 언제든지 업그레이드가 가능하며, 동급 또는 업그레이된 Ti:sapphire 버전으로도 변환이 가능합니다. 펌프레이저는 당사 제공모델인 5W-25W 출력의 Millennia eV 532nm CW DPSS 레이저를 기본으로 합니다. (별도구매)  

• Model Matisse 2 DR
• Passively Stabilized Ring Dye Lasers
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•   •수동안정화 선폭<20MHz
•   •고출력 최대 7.0W
•   •현장서비스가능-옵틱변경, 유지관리, 업그레이드, Ti:s 로 변환
•   •Intracavity EOM 적용가능
•   •210nm-4200nm 파장확장 가능

• Model Matisse 2 DS
• Actively Stabilized Ring Dye Lasers
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•   •능동안정화 미세선폭<200kHz
•   •고출력 최대 7.0W
•   •현장서비스가능-옵틱변경, 유지관리, 업그레이드, Ti:s 로 변환
•   •Intracavity EOM 적용가능
•   •210nm-4200nm 파장확장 가능

• Model Matisse 2 DX
• Pound-Drever-Hall (PDH) Stabilized Ring Dye Lasers
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•   •PDH 안정화 초미세선폭<100kHz
•   •고출력 최대 5.5W
•   •현장서비스가능-옵틱변경, 유지관리, 업그레이드, Ti:s 로 변환
•   •210nm-4200nm 파장확장 가능

Laser Dyes & Dye Circulators (옵션)

레이저용 색소용매는 사용된 펌프레이저의 파장 및 펌프파워, 보관시간, 그리고 색소 자체에 따라 서로 다른 수명을 가집니다. 수명에 가까워지면 레이저의 출력이 저하되고 튜닝구간이 제한되거나 빔품질이 저하되기 때문에 주기적으로 교환이 필요합니다.

한편 레이저와 함께 제공된 1대의 색소순환기로 여러종류의 색소용액을 번갈아 사용하는 일은 여간 번거로운 일이 아닙니다. 교환할 때마다 클리닝이 필요하고 색소용액과 클리닝시 배출된 폐기물은 적법하게 처리되어야 합니다. 색소순환기를 필요한 댓수만큼 추가적으로 마련하여 필요할 때마다 순환기를 교체하면 레이저 파장영역을 신속하고 청결하게 변경할 수있습니다.  

필요한 색소분말(1g병 기준) 정품과 추가적인 순환기를 당사에서 구입하십시오.

• Matisse 2 Ultra-Narrow Linewidth Tunable Ring Lasers
• 초미세 선폭의 튜너블 링레이저

Spectra-Physics 모델 Matisse 2 제품은 극도로 안정되고, 극도로 가는 선폭의 단일주파수 튜너블 고리(링) 레이저로서, 양자 및 AMO (원자, 분자, 광물리학) 응용분야에 이상적인 레이저입니다. Matisse 2 레이저는 업계 최고 출력과 가장 가는 선폭, 가장 넓은 튜닝범위, 그리고 최고로 유연한 아키텍처를 가지고 있습니다. Millennia eV 25W 펌프레이저로 7.2W 이상의 파워를 냅니다. Ti:sapphire 결정 또는 Dye 액체를 레이저 게인매질로 하는 유연함 때문에, Matisse 2 는 470nm 이상의 전례가 없는 튜닝범위와, 외부 기준공진기에 완전하게 통합된 PDH 록 기법으로 30kHz 이하까지의 초미세 단일주파수 선폭을 제공합니다.   

주요특징

• •7.2W 까지 가능한 가장 높은 아웃풋파워
• •가장 가는 선폭 <30kHz
• •Ti:sapphire 또는 Dye 게인매질로 현장 업그레이드 가능
• •50GHz 에 이르는 가장 넓은 모드홉프리 피조튜닝
• •오픈소스 소프트웨어 방식의 고속 DSP
• •사파이어 색소 제트노즐
• •자동 피코모터 정렬

Out of Plane Ring Resonator 

Out of Plane (면외, 광경로가 평면이 아님) 링공진기는 안정하고 더 신뢰가는 구조여서 수년간 걱정없이 운전이 가능합니다. 모든 CW 링레이저는 공진기내부에서 광이 일방향으로만 진행하도록 지원합니다. 이를 위하여 대부분의 링 레이저는 얇은 파장판을 공진기 내부소자로 사용하는데 이는 쉽게 손상되어 파워와 성능이 낮아 집니다. Matisse 2 레이저는 이러한 얇은 파장판을 불필요하게 만드는 Out of Plane 공진기 설계로 구성되어 있습니다. 

가장 가는 선폭

Matisse 2 레이저는 3 단계의 주파수 안정화 레벨이 있습니다. 위상동기회로 PLL (Phase Lock Loop) 에 의한 수동식 안정화, 기준셀 (Reference cell)에 의한 능동식 안정화, 주파수 선폭 30kHz 이하까지 가능한 Pund-Drever-Hall (PDH) 잠금기법에 의한 능동식 안정화가 그것입니다.

모드홉프리 튜닝 (Mode-hop-free tuning)

뛰어난 기계적 안정도, 특수설계된 광학마운트, 독자적인 튜닝기법, Out of Place 공진기 설계 모두가 50GHz 이상의 예외적인 모드홉프리 스캔 범위에 기여하고 있습니다. 이를 다음 레벨로 가져가기 위해 전파장대 (300nm 까지)에 걸쳐 와이드 모드홉프리 튜닝을 위한 "Scan Stitching (스캔잇기)" 기술을 개발하였습니다.  

Two Etalons

Matisse 의 독자적인 공진기 설계는 2개의 에탈론을 포함하고 있습니다. 두번째 에탈론은 진전된 장시간 모드 안정을 제공합니다. 이 "thick etalon" 은 최대의 로킹 안정을 위해 에어갭 기술을 사용합니다. 

Variable Low Frequency Locking (가변 저주파 로킹)

CW 단일주파수 링 레이저는 위상동기회로 PLL 을 이용하여 단일종모드에 레이저 공진기를 안정화 합니다. Matisse 레이저에는 낮은 디더(dither) 주파수 (아래로 500Hz 까지)를 인가하여 레이저의 노이즈를 최소로 하고 소프트웨어를 통한 주파수조정 (500Hz-3kHz) 을 쉽게하는 독자적인 PLL 테크닉이 포함되었습니다. 

Counter Drift Option

Matisse 레이저는 모든 CW 단일주파수 레이저 특유의 파장 드리프트(Drift) 를 상쇄할 수 있습니다. 기준 공진기 없이도 이 드리프트를 더욱 상쇄하기 위하여 적절한 파장측정기(wavemeter) 를 기준으로 사용할수 있습니다. 또는 기준공진기를 가진 Matisse 레이저에 대해서 스트레인 게이지를 스캐닝피조에 설치할수 있습니다. 역시 Matisse 기준공진기를 트랜스퍼공진기로 사용하거나 이 기준공진기를 원자의 공진선이나 주파수 빗 (frequency comb)에 안정화하는 것도 가능합니다.     

• Matisse 2 레이저는 동일 플랫폼으로 Ti:sapphire 모델과  Dye 모델이 있습니다. 현장에서 서로 다른 매질로 변환이 가능합니다. 
• Matisse 2 레이저는 단일주파수 성능에 따라 3 단계의 레벨이 있습니다.

단일주파수 레이저의 성능은 레이저 운전중 단일모드의 지속성 여부, 주파수선폭, 주파수스캔범위 등이 주요 지표가 되며, 이는 공진기의 길이변화를 (실제로는 단일모드의 광경로) 얼마나 효율적으로 관리하느냐의 기술적인 문제입니다. 단일모드 레이저는 온도, 습도, 기압, 공기흐름, 진동 및 소음 등 공진기의 광경로 길이에 미세한 변화를 주는 환경에서 운전됩니다. 이러한 미세한 길이변화를 감지하고 적절한 피드백 장치들을 부가하는 수준에 따라 단일모드 주파수의 품질은 다르게 산출됩니다.  

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• •레벨1 기술은 공진기의 길이제어에 최소한의 개입만 하고 있습니다. 이러한 수동식 안정화기법은 공진기 설계에서 구조와 각종 광학 마운트류들의 열적, 기계적 안정성 등을 세밀히 고려함으로써 단일모드를 장시간 지속적으로 유지할 수있고 일정 범위에서 스캔가능합니다. 
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• •레벨2 기술은 레벨1에 더해 공진기의 길이를 전자적으로 개입하여 능동적으로 안정화 시킵니다. 여기에는 별도의 외부 기준공진기 (reference cell)의 공진주파수에 레이저의 단일모드 주파수를 로킹하기 위하여 레이저 공진기의 피조모터 구동 미러로 길이변화를 추종함으로써 단일모드 주파수를 안정화 시킵니다. 
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• •레벌3 기술은 가장 진보된 기술로서 Pound-Drever-Hall (PDH) 안정화기법을 사용하여 단일모드 주파수를 능동적으로 극도로 안정화 시킵니다. 레이저의 운전환경과는 격리된 외부의 기준공진기를 사용하고 PDH 기법에서 검출된 피드백 에러신호로 공진기 내부의 EOM (Electro Optic Modulator) 을 구동함으로써 레이저의 주파수를 고속으로 제어합니다. 주파수의 빠른변동(지터)이 현저하게 감소하여 초미세 선폭의 단일모드 빔을 얻습니다.     

Matisse 2-TR, Matisse 2-DR

이 레벨의 Matisse 2 레이저는 공통으로 기계적으로 정숙한 설계를 바탕으로 탁월한 패시브 안정도와 극저 노이즈의 단일주파수 동작을 제공합니다. 파장선택소자- 1개의 복굴절필터 (Birefringent filter), 1개의 얇은 에탈론, 1개의 두꺼운 에탈론-들이 전자적으로 제어되어 항상 레이저가 단일종모드상에서 센터가 유지되도록 합니다. 이는 안정되고 낮은 노이즈의로 파워레벨을 유지하면서 긴 모드홉프리 파장스캔을 가능하게 합니다.    

Matisse 2-TR Ti:sapphire 레이저는 선폭<4MHz 를 제공하고 좀더 고분해능 Matisse 2-TS 로 손쉽게 업그레이드 될 수있습니다. 사실 그것의 모듈화 덕분에 어떤 Matisse 2 레이저도 Ti:sapphire 또는 Dye 로 현장에서 업그레이드 될 수 있습니다.  

Matisse 2-TS, Matisse 2-DS

이 레벨의 Matisse 2 레이저는 공통으로 능동형 안정화 레이저로서 공진기 길이를 안정화는 하나의 고속 피조 구동 미러에 피드백을 주는 기준공진기를 포함하고 있습니다. 독립적인 피드백 신호를 보장하기 위해 기준공진기는 열적,기계적 교란에서 완전히 격리되어 있고 레이저 하우징 외부에서 광섬유로 커플링됩니다. 

이렇게 해서 Matisse 2-TS 레이저는 50kHz 이하의 주파수선폭을 가지며 Matisse 2-DS 는 200kHz 이하의 선폭을 제공합니다. 역시 레이저의 운전환경과는 격리된 기준공진기를 사용하고 여기서 발생한 피드백 에러신호를 레이저공진기 내부의 고속 EOM 변조기를 드라이브하여 레이저 공진기길이 고속으로 제어합니다.   

Matisse 2-TX, Matisse 2-DX 

가장 고성능인 레벨 3의 레이저는 Ti:sapphire 에 대해서 30kHz 이하, Dye 에 대해서는 100kHz 이하의 선폭을 제공합니다. 이러한 초미세 선폭은 수MHz 대의 응답 대역을 가진 고속의 공진기 길이 안정화의 결과입니다. 이것은 공진기 내부에 전기광학 변조기 (EOM) 를 사용함으로써 달성됩니다. 

초미세 선폭을 달성하는 또 하나의 키는 외부 기준공진로부터 피드백 에러신호인데 이는 PDH 안정화기법과 하이피네스 기준공진기를 사용하여 얻습니다. PDH 기법은 레이저의 강도 요동에 영향을 받지 않는 파장의 정확한 위치 측정을 제공합니다.