Anwendung
Die Frequenzumwandlung, bei der Infrarotlicht mithilfe von SFG/DFG ( µm oder Differenzfrequenzerzeugung)¹ in einem nichtlinearen Kristall in kürzere Wellenlängen umgewandelt wird, ermöglicht den Einsatz von Hochleistungs-ctoanstelle von leistungsschwächeren und teureren IR-cto. Im Rahmen des New-View-Projekts hat Covesion einen periodisch gepolten Lithiumniobat µm Wellenleiter (PPLN) entwickelt, um vom Fraunhofer IPM entwickelte Konzepte zur hocheffizienten Umwandlung von Mid-IR-Laserlicht in NIR-Wellenlängen zu implementieren. Diese Frequenzumwandlungslösung ermöglicht es, Messungen mit dem hochmodernen HighFinesse-Wellenlängenmessgerät in den Mid-IR-Bereich auszudehnen und somit die Einsatzmöglichkeiten des µm für hochpräzise Mid-IR-Wellenlängenmessungen zu erweitern.
Hauptziele
- Entwicklung von PPLN-Wellenleitern zur hocheffizienten Umwandlung von Mittel-Infrarotlicht im Bereich von 2000–5000 nm in <1100 nm, geeignet für siliziumbasiertecto. Covesion Ltd
- Entwicklung und Bau eines Aufwärtskonvertierungsmoduls auf Basis des Covesion-Wellenleiters, geeignet für die Integration in einen Systemprototyp. Fraunhofer IPM
- Entwickeln Sie einen Prototyp eines Mid-IR-Wellenmessersystems der nächsten Generation und demonstrieren Sie dessen Leistungsfähigkeit. HighFinesse GmbH
Projekterfolg
Es wurde ein voll funktionsfähiger Prototyp eines Mid-IR-Wellenmessers unter Verwendung von Wellenlängen-Upconversion gebaut und dessen Leistungsfähigkeit charakterisiert.
- Es wurden PPLN-Wellenleiter entwickelt, die eine hohe Effizienz bei der Aufwärtskonvertierung von 3,4 μm auf 1 μm aufweisen.
- Die Wellenleiter wurden zur einfacheren Systemintegration in ein kompaktes, fasergekoppeltes Aufwärtskonversionsmodul integriert.
- Es wurde ein vollständiger Systemprototyp gebaut, der ein Aufwärtswandlungsmodul, Steuerelektronik und einen auf einemctobasierenden Hochleistungswellenmesser umfasst.
- Das Prototypensystem zeichnet sich durch eine gemessene Leistung aus, die die Projektziele übertrifft.
- Eine vorläufige Produktspezifikation wurde definiert.
„Das Projekt NEW-VIEUW vereinte die Expertise des Fraunhofer IPM im Bereich Frequenzumwandlung mit den Wellenleitern von Covesion und der Wellenlängenmesstechnik von HighFinesse. Gemeinsam entwickelten wir einen „Bereichsverlängerer“ für den mittleren Infrarotbereich, der ein neues Maß an Präzision und Genauigkeit für die Wellenlängenmesser von HighFinesse in diesem Bereich demonstriert. Für das Fraunhofer IPM sind die Ergebnisse ein weiteres erfolgreiches Beispiel für unsere Mission, Lösungen für metrologische Herausforderungen zu entwickeln.“
Dr. Frank Kühnemann, Leiter der Gruppe „Nichtlineare Optik und Quanten- µm -Sensorik“, Fraunhofer IPM
Prototyp-Demonstrator
„Die Ergebnisse des NEW-VIEUW-Projekts sind hervorragend. Sie ermöglichen uns eine neue Messgenauigkeit und -geschwindigkeit bei Wellenlängenmessungen im mittleren Infrarotbereich. Die Zusammenarbeit mit unseren Partnern Covesion und Fraunhofer IPM während und nach dem Projekt war exzellent. Dadurch konnten wir die geplanten Ziele übertreffen.“
Dr. Florian Karlewski, Leiter Forschung & Entwicklung, HighFinesse GmbH
Ausbeutung
Die vollständige Kommerzialisierung des Prototypsystems wird durch die Zusammenarbeit mit Endanwendern erreicht. Zu den wichtigsten Kunden zählen voraussichtlich Hersteller von MIR-Lasern, und Anwendungsgebiete umfassen laserbasierte Gassensorik.
Die zugrundeliegende Aufwärtskonvertierungs-Wellenleitertechnologie ist auch in anderen Märkten wie der MIR-Bildgebung, Sensorik und LIDAR anwendbar. Das Aufwärtskonvertierungsmodul bietet daher das Potenzial, für eine Reihe von Anwendungen jenseits der Wellenlängenmessung angepasst zu werden und stellt eine OEM-Lösung dar, die sich sofort integrieren lässt.
Sollten Sie Interesse an dieser neuen Messtechnologie für mittlere Infrarotwellenlängen oder der zugrundeliegenden Aufwärtskonversionstechnologie haben, kontaktieren Sie uns bitte:
- Dr. Stuart Coomber, Covesion, Global Head of OEM Sales, stuart.coomber@covesion.com
- Dr. Peter Federsel, HighFinesse GmbH, Leiter Forschung & Entwicklung, federsel@highfinesse.de
- Dr. Frank Kühnemann, Fraunhofer IPM, Leiter der Gruppe „Nichtlineare Optik und Quanten- µm -Sensorik“ Frank.Kuehnemann@ipm.fraunhofer.de
„Das NEW-VIEUW-Projekt war ein großer Erfolg für Covesion. Es ermöglichte uns zu demonstrieren, dass die abstimmbare Aufwärtskonvertierung im mittleren Infrarotbereich in unseren PPLN-Wellenleitern einen entscheidenden Unterschied für ein innovatives Produkt ausmacht. In Zusammenarbeit mit den Teams des Fraunhofer IPM und von HighFinesse haben wir hochpräzise Wellenlängenmesser für den mittleren Infrarotbereich im 3400-nm-Bereich entwickelt und demonstriert und damit unsere ursprünglichen Ziele übertroffen.“
Professor Corin Gawith, CTO , Covesion
