Aktives Alignment

In vielen Anwendungsfeldern gibt es die Anforderung, Komponenten bis auf Nanometer genau auszurichten. Optische Komponenten wie z.B. die Linsen oder Linsenbaugruppen in kleinen Kameras, ebenso wie der CCD Chip selbst, müssen mit zunehmender Genauigkeit positioniert werden. In der Siliziumphotonik sind es faseroptische Elemente, die hochpräzise ausgerichtet werden um die Lichtstärke zu optimieren, bevor Prüf- und Packagingvorgänge gestartet werden können. Teilweise ist es dafür sogar erforderlich, gleichzeitig mehrere Kanäle oder korrespondierende Ein- und Ausgänge auszurichten und zu optimieren.

Messen der optischen Leistung

Optimieren der optischen Leistungsübertragung

Bei allen Anwendungen tritt die Aufgabe auf, die Übertragung der optischen Leistung zu optimieren. Zum Beispiel wird in Siliziumphotonik-Anwendungen Licht aus einer Faser in ein Siliziumsubstrat eingekoppelt, oder umgekehrt. Das typische optische Kopplungsprofil ist sehr schmal, was auch zu einer ähnlich scharf konturierten Verteilung der Leistung führt.

Logarithmische Skalierung des Ausgangssignals

Nutzt man ein logarithmisches Leistungssignal, so vergrößert das den dynamischen Bereich für die Messung gegenüber einer linearen Antwort. Dies ist besonders wichtig wenn man kleine Signale erfassen möchte, wie sie z.B. weit weg vom optimalen Kopplungspunkt auftreten.

Die schnellen Alignment-Routinen, wie sie von PI z.B. im E-712 Controller verwendet werden, verwenden vorzugsweise ein logarithmisches Leistungssignal. Durch die logarithmische Skalierung werden die steilen Flanken des typischerweise Gauss-verteilten Kopplungsprofils abgeflacht, wodurch die Annäherung an das Maximum sanfter ist und weniger Risiko für Überschwinger bietet.

Berechnung der optischen Leistung

Um den realen Wert der Leistung zu ermitteln, muss das logarithmische Signal umgewandelt werden. Die schnellen F-712 Alignment-Systeme von PI, speziell die E-712 Controller, bieten eine automatische Konvertierung in ein Leistungssignal per Software-Kommando.

Um diese echten Leistungswerte mit anderen Messergebnissen vergleichen zu können, wird die Verwendung eines kalibrierten Leistungsmessers empfohlen, wie z.B. des F-712.PM1.

Verwenden des optischen Leistungsmessers F-712.PM1 mit den hochpräzisen schnellen Alignmentsystemen F-712

Der optische Leistungsmesser F-712.PM1 erweitert die Möglichkeiten der schnellen Alignmentsysteme F-712 hin zu Leistungsmessung im sichtbaren und Infrarot-Bereich. Alternativ kann auch eine Photodiode über einen Stromeingang angeschlossen werden.

Unabhängig von der Quelle wird ein analoges, logarithmisches Spannungssignal ausgegeben. So kann sowohl die logarithmische Skalierung genutzt werden als auch die optische Leistung über eine weiten Bereich präzise gemessen werden.

Ein einfaches Kommando im E-712 Controller erlaubt die automatische Konversion des logarithmische Signals zu einem Leistungswert.

Eigenschaften

Große Signalbandbreite von 20 kHz
Hoher Dynamikbereich
Wellenlängenbereich 400 - 1550 nm
Stromeingangsbereich bis 1 mA
Logarithmischer Ausgang
Kalibrierter Leistungsmesser