THORLABS SPDC810 User Manual
THORLABS SPDC810 User Manual

THORLABS SPDC810 User Manual

Spontaneous photon pair source
Hide thumbs Also See for SPDC810:

Advertisement

Quick Links

 
  
 
SPDC810 
Spontaneous Photon Pair Source 
 
User Guide 
 
 
 
 
 
 
 

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the SPDC810 and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Subscribe to Our Youtube Channel

Summary of Contents for THORLABS SPDC810

  • Page 1            SPDC810  Spontaneous Photon Pair Source    User Guide           ...
  • Page 2: Table Of Contents

    Setup and Operation .................... 6         3.4.1 Terminal Commands and Queries ........................ 8 Chapter 4 Maintenance ...................... 10     Chapter 5 Troubleshooting ...................... 12     Chapter 6 Specifications ...................... 13     Chapter 7 Mechanical Drawing .................... 14     Chapter 8 Declaration of Conformity .................. 15     Chapter 9 Warranty and RMA Information ................. 16     Chapter 10 Thorlabs Worldwide Contacts  .................. 17          ...
  • Page 3: Chapter 1 Safety

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 1: Safety  Chapter 1 Safety  All statements regarding safety of operation and technical data in this instruction manual will only apply when the  unit is operated correctly.  Shock Warning    High voltage inside. To avoid electrical shock, before powering the unit on, make sure that the  protective conductor of the 3‐conductor power cord is correctly connected to the protective  earth contact of the socket outlet. Improper grounding can cause electric shock resulting in  severe injury or even death. Do not operate without cover installed.     Explosion Warning    This instrument must not be operated in an explosion‐endangered environment     Laser Warning    Avoid Exposure – Radiation Emitted from apertures. Do not look into the laser aperture while  the laser is on. Injury to the eye may result. Laser should not be turned on unless there is an  optical fiber connected to the laser output port. Caution – Use of controls or adjustments or  performance of procedures other than those specified herein may result in hazardous radiation  exposure.     Caution    Note: This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class B digital  device, pursuant to part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable  protection against harmful interference in a residential installation. This equipment generates,  uses and can radiate radio frequency energy and, if not installed and used in accordance with  the instructions, may cause harmful interference to radio communications. However, there is  no guarantee that interference will not occur in a particular installation. If this equipment does  cause  harmful  interference  to  radio  or  television  reception,  which  can  be  determined  by  turning the equipment off and on, the user is encouraged to try to correct the interference by ...
  • Page 4 This  instrument  should  be  kept  clear  of  environments  where  liquid  spills  or  condensing  moisture are likely. It is not water resistant. To avoid damage to the instrument, do not expose  it to spray, liquids, or solvents.     Do not operate in wet or damp conditions.   This device can only be returned when packed into the complete original packaging, including all foam packing  inserts. If necessary, ask for a replacement package.   Mobile  telephones,  cellular  phones,  or  other  radio  transmitters  should  not  be  used  within  the  range  of  three  meters of this unit since the electromagnetic field intensity may exceed the maximum allowed disturbance values  according to EN50082‐1  Laser Classification  Per 21 C.F.R. §1040.10 and IEC 60825‐1:2014, the SPDC810 source is classified as a Class 1 laser. The latter form  of the classification is used throughout the rest of this manual.  Laser Safety Labels    Figure 1 Laser Safety Label per IEC 60825‐1:2014 §7.  Warning    Optical alignment and laser service should only be performed by qualified professionals.     Warning ...
  • Page 5 Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 1: Safety  Resources  Safety of laser products –  Part 1: Equipment classification and requirements  IEC 60825‐1:2014  ISBN 978‐2‐8322‐1499‐2  PERFORMANCE STANDARDS FOR LIGHT‐EMITTING PRODUCTS  21 C.F.R. §1040  Laser Safety Guide  Laser Institute of America  ISBN 978‐1‐940168‐03‐6  www.lia.org/store/product/laser‐safety‐guide                                                Rev. C, March 09, 2023    Page 3 ...
  • Page 6: Chapter 2 Description

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 2: Description  Chapter 2 Description  Introduction  Thorlabs’  SPDC810  is  a  collinear  type‐II  Spontaneous  Parametric  Down‐Conversion  (SPDC)  source.  Inside,  a  nonlinear crystal converts individual 405 nm photons into pairs of orthogonally polarized 810 nm photons in a  single  event.  These  pairs  are  split  by  polarization  into  two  channels  and  delivered  to  the  two  polarization  maintaining (PM) fiber outputs.  The 405 nm photons are produced by an integrated diode laser with an adjustable power of up to 150 mW. The  −12 efficiency of  the  down‐conversion process is approximately 10 , leading to ...
  • Page 7: Temperature Range

    Chapter 2: Description    Operating Conditions and Environmental Requirements  In order to achieve optimal performance of the laser system, please observe the following guidelines.  2.4.1 Temperature Range  Control of the ambient room temperature is important for stable operation of the system. The lab temperature  should be in the range of 18 °C ‐ 25 °C.  If unpacking the device for the first time and it is extremely cold (from shipping conditions, for instance), allow it  to come to room temperature before opening the sealed internal bag. This will prevent condensation on internal  optics and damage or permanent reduction in performance.  2.4.2 Heat  The SPDC810 crystal temperature is regulated by an oven, which can produce up to 25 W of heat. Under some  conditions, the temperature of the SPDC810 housing may reach 50 °C. Make sure that there is sufficient clearance  around the device (approximately 1" on all sides) to allow airflow.  2.4.3 Air Quality and Humidity  The SPDC810 source is not hermetically sealed. Small amounts of contamination and moisture can penetrate the  enclosure. An excessively dusty or humid environment will damage the system.  The  humidity  should  be  controlled  to  avoid  condensation  and  resultant  damage  to  optical  components.  The  system should not be placed close to air handling vents (cooling or heating), to avoid sudden changes of humidity  and/or temperature.    Rev. C, March 09, 2023   ...
  • Page 8: Chapter 3 Setup And Operation

    2  Not Connected    3  +12 V  4  Ground    Figure 3 Pin Descriptions for M8 Male Connector on the Housing  Fiber Coupling  Connect  appropriate  fiber  patch  cables  to  the  output  ports  of  the  device.  We  recommend  using  the  P1‐780PM‐FC‐* Thorlabs patch cables for maintaining polarization. If polarization information does not need to  be retained, P1‐780Y‐FC‐* or P1‐780A‐FC‐* cables can be used. Patch cables should be clean and free of debris  before being attached to the two output ports; see section 4.1 Connector Cleaning.    Serial Communication  The RS232 serial connection allows direct control of the integrated 405 nm pump laser.    Description    1  Data Carrier Detect (DCD)    2  Received Data (RxD) ...
  • Page 9 Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 3: Setup and Operation    RS232 Communication Settings    Baud Rate  115200    Data Bits  8    Stop Bits  1    Parity  None    Flow Control   XON / XOFF    Line Ending  CR‐LF    Backspace  ^H                                 ...
  • Page 10: Terminal Commands And Queries

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 3: Setup and Operation  3.4.1 Terminal Commands and Queries  All commands and queries are in lower case letters.  Text in [ ] is optional. To signify variables, (value, type) will be used. {Units} will be called out for reference to the  reader only, should not be included in typed commands, but may be in returned data.  Command/Query  Description  ch[annel]  1  pow[er]  (power, float)  Set pump power in mW   di[sable]  1      Disable pump   echo  off      Disable echoing of characters from pump  echo  on      Enable echoing of characters from pump  en  1      Enable pump channel  id        Returns ID of pump ...
  • Page 11 To check the current power setting:  sh pow To  turn  on  the  pump  laser  and  enable  the  pump’s  channel  1,  send  the  following  commands  over  the  serial  interface:  la on en 1 To turn the SPDC810 off:  la off Once channel 1 has been enabled, la on and la off can be used to turn it on and off.  Lifetime  The internal 405 nm pump laser has a limited lifetime. To maximize the useful life of the SPDC810, the pump laser  should be turned off when the device is not being used. See Chapter 6 Specifications for details.   ...
  • Page 12: Chapter 4 Maintenance

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 4: Maintenance  Chapter 4 Maintenance  Connector Cleaning  Fiber patch cables and the connector tips inside the bulkhead connector should be cleaned every time before a  connection is made. Failure to do so may result in damage to the patch cord, the internal fiber connector, or both.  Thorlabs recommends our FCC‐7020 universal fiber connector cleaner (pictured below) for cleaning the tips of  patch cords. To use:   1. Open the door on top of the FCC‐7020.  2. Pull the white tape out until the perforations clear the window.  3. Place the tip of the patch cord flat against the white tape on either the right or left side.  4. Drag the tip down the white tape front.  5. Repeat steps 3 ‐ 4 on the opposite end of the patch cord.  Take care not to twist the connector while cleaning.  Instructions for using the FBC250 are located on the Thorlabs website.  FCC‐7020  FBC250  Fiber Cleaning Cloth Spool  Bulkhead and Connector Cleaner    A complete line of Thorlabs’ fiber optic cleaning products can be found on the web at www.thorlabs.com.                  Page 10    TTN209244‐D02 ...
  • Page 13 Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 4: Maintenance  Alignment  The internal alignment of the SPDC810 is very sensitive and may become misaligned during shipping and handling.  Note that specialized photodetectors and electronics are required to measure the output of the SPDC810. Without  such  equipment,  a  useful  signal  for  alignment  will  not  be  available.  Refer  to  the  SPDC810  specifications  for  information needed to choose appropriate detection equipment.  The x and y adjustments of a single internal mirror are available through access holes covered by the hex screws,  shown below, on the side of the SPDC810 housing (see Figure 2). The hex screws and internal adjusters accept a  5/64" or 2 mm hex driver. See Chapter 7 Mechanical Drawing for the location of these adjusters on the device  housing.  y  x      Figure 5 Mirror alignment Adjusters  Before using these adjusters, make sure that you have some coincidence signal. You should only make changes to  these adjusters when viewing the live coincidence signal rate.  The alignment precision required for time‐correlated photons is significantly more challenging than the alignment  necessary  to  achieve  uncorrelated  photons  in  both  channels.  The  alignment  that  generates  the  maximum ...
  • Page 14: Chapter 5 Troubleshooting

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 5: Troubleshooting  Chapter 5 Troubleshooting    Description  Possible Cause  Solution  Internal misalignment  Perform the mirror adjustment  described in 4.2 Alignment.  Zero or low Photons  Low pump power  Increase the pump power.  Dirty or damaged fibers  Inspect and clean the bulkhead  connectors and patch cables.  Crystal temperature  Allow more time for the crystal  has not stabilized  temperature to stabilize.  Wavelengths of the  Device overheating  Ensure that the device has sufficient  signal and idler channels  room for cooling and that the  are different  ambient temperature meets  requirements.  Low pump power  Check to make sure the pump laser  is enabled and set to a sufficiently  high percentage.  Incorrect serial settings  Confirm RS232 settings described in  3.4.  Serial Communication  Incorrect cabling  The provided cable is appropriate  cannot be established  for most RS232 scenarios. However, ...
  • Page 15: Chapter 6 Specifications

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 6: Specifications  Chapter 6 Specifications      Item # SPDC810 Operating Wavelength  810 ± 2 nm  a,b  η  (Detector Excluded) >0.45  Max Pairs/Second  >450 kHz  Wavelength Stability   ±2.5 nm  Photon Bandwidth  ~10 nm  Temperature Control  No  Wavelength Tuning Range  None  ( τ  = 0) <0.1    Extinction Ratio   >17 dB  Lifetime  >2500 Hours of Pump Emission  Pump Laser Power  Up to 150 mW  User Serviceable  No  Input Voltage ...
  • Page 16: Chapter 7 Mechanical Drawing

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 7: Mechanical Drawing  Chapter 7 Mechanical Drawing    Figure 6 Mechanical Drawing of the SPDC810 Photon‐Pair Source    Page 14    TTN209244‐D02 ...
  • Page 17: Chapter 8 Declaration Of Conformity

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 8: Declaration of Conformity  Chapter 8 Declaration of Conformity      Rev. C, March 09, 2023    Page 15 ...
  • Page 18: Chapter 9 Warranty And Rma Information

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 9: Warranty and RMA Information  Chapter 9 Warranty and RMA Information  Thorlabs  verifies  our  compliance  with  the  WEEE  (Waste  Electrical  and  Electronic  Equipment)  directive of the European Community and the corresponding national laws. Accordingly, all end  users in the EC may return “end of life” Annex I category electrical and electronic equipment sold  after August 13, 2005 to Thorlabs, without incurring disposal charges. Eligible units are marked  with the crossed out “wheelie bin” logo (see right), were sold to and are currently owned by a  company or institute within the EC and are not dissembled or contaminated. Contact Thorlabs for  Annex I  more information. Waste treatment is your own responsibility. “End of life” units must be returned  to Thorlabs or handed to a company specializing in waste recovery. Do not dispose of the unit in a litter bin or at  a  public  waste  disposal  site.  It  is  the  user’s  responsibility  to  delete  all  private  data  stored  on  the  device ...
  • Page 19: Chapter 10 Thorlabs Worldwide Contacts

    Spontaneous Parametric Downconversion (SPDC) Source  Chapter 10: Thorlabs Worldwide Contacts  Chapter 10 Thorlabs Worldwide Contacts  For technical support or sales inquiries, please visit us at   for our most up‐to‐date  www.thorlabs.com/contact contact information.             USA, Canada, and South America   UK and Ireland     Thorlabs, Inc.   Thorlabs Ltd.    sales@thorlabs.com   sales.uk@thorlabs.com     techsupport@thorlabs.com   techsupport.uk@thorlabs.com         Europe   Scandinavia   Thorlabs GmbH   Thorlabs Sweden AB     europe@thorlabs.com   scandinavia@thorlabs.com       France   Brazil   Thorlabs SAS   Thorlabs Vendas de Fotônicos Ltda.   sales.fr@thorlabs.com  ...
  • Page 20           www.thorlabs.com       ...

Table of Contents