THORLABS SPDC810N User Manual

THORLABS SPDC810N User Manual

Narrowband photon pair source

Advertisement

Quick Links

 
  
 
SPDC810N 
Narrowband Photon Pair Source 
 
User Guide 
 
 
 
 
 
 
 

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the SPDC810N and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Subscribe to Our Youtube Channel

Summary of Contents for THORLABS SPDC810N

  • Page 1            SPDC810N  Narrowband Photon Pair Source    User Guide           ...
  • Page 2: Table Of Contents

    Remote Operation from Command‐Line Interface  ............ 9     Chapter 6 Making Safety Interlock Connections ................. 10     Chapter 7 Troubleshooting ...................... 11     Chapter 8 General Maintenance .................... 12     Chapter 9 Specifications ...................... 13     Chapter 10 Mechanical Drawings .................... 15     Chapter 11 Certifications and Compliance .................. 16     Chapter 12 Warranty and RMA Information ................. 17     Chapter 13 Thorlabs Worldwide Contacts  .................. 18          ...
  • Page 3: Chapter 1 Safety

    Narrowband Photon Pair 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 Make  sure  that  the  line  voltage  rating  marked  on  the  rear  panel  agrees  with  your  local  supply  and  that  the  appropriate fuses are installed. Changing of the mains fuse can be done by the user (see Section 3.3, Changing the  Fuse).  Do not operate in wet or damp conditions. Do not obstruct the air ventilation slots in the housing!  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 SPDC810N source is classified as a Class 1 laser.  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.    ...
  • Page 5 Narrowband Photon Pair Source  Chapter 1: Safety  Safe practices and proper usage of safety equipment should be taken into consideration when operating lasers.  The eye is susceptible to injury, even from very low levels of laser light. Laser emission in the visible and near  infrared spectral ranges has the greatest potential for retinal injury, as the cornea and lens are transparent to  those wavelengths, and the lens can focus the laser energy onto the retina.  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. A, March 14, 2023    Page 3 ...
  • Page 6: Chapter 2 Description

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 2: Description  Chapter 2 Description  Introduction  Thorlabs'  SPDC810N  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 40 mW. The  −12 efficiency of  the  down‐conversion process is approximately 10 , leading to ...
  • Page 7: Heat

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 2: Description  2.3.2 Heat  The  SPDC810N  crystal  temperature  is  regulated  by  a  resistive  heater  oven.  Make  sure  that  there  is  sufficient  clearance around the device (approximately 1" on all sides) to allow airflow.  2.3.3 Air Quality and Humidity  The SPDC810N 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 ...
  • Page 8: Chapter 3 Setup

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 3: Setup  Chapter 3 Setup  Before Starting  All users should read and understand the safety information in this manual before operating the equipment. If  equipment is used in a manner not specified by the manufacturer, the protection provided by the equipment may  be impaired.  Setting the AC Line Voltage  The SPDC810N has been shipped configured for 100 to 240 VAC operation. There is no end user adjustment of the  line voltage for 110 or 220 VAC. The user needs to select the correct AC cord for their location.  Changing the Fuse  To change the power fuse, follow the following steps.  1. Remove the AC power cord if it is connected to the unit.  2. Locate the fuse tray directly adjacent to the AC power cord connection on the rear panel of the unit.   3. Carefully use a flat blade screwdriver to open the fuse tray.  4. Remove the existing fuses and install two fuses with the appropriate specifications. The replacement fuses  must be 5 mm x 20 mm, 2 A, 250 VAC, slow‐blow type.  5. Push the fuse tray back into place making sure that it snaps and seats correctly.  6. Connect the appropriate power cord into the AC receptacle and plug the unit in.   Initial Setup  1. Set the unit on a dry, level working surface.  2. Make sure the POWER push‐button switch on the front of the unit is in the OFF position.  3. Plug the female end of the provided AC line cord into the IEC input receptacle on the rear of the unit. Plug  the male end into a properly grounded AC socket.  4. Install the interlock BNC connector. (See Section 6 for details on the interlock circuitry.)  5. Connect the uncoated ends of each of the patch cables to the signal and idler outputs, carefully cleaning  both the input FC bulkhead connector and the patch cable connector beforehand. Please note that while  the unit ships with Polarization Maintaining (PM) patch cables, standard single mode (SM) cables can be ...
  • Page 9: Chapter 4 Operation

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 4: Operation  Chapter 4 Operation    Pump Current and Crystal  Temperature Adjustment    Display Knob  Indicates pump current  Push to adjust  level (0 – 100%), crystal  temperature status, and  emission status Idler Output Port  FC/PC Bulkhead  Push‐Button Power  Switch Signal Output Port  FC/PC Bulkhead      USB Port   For remote control of pump AC Power Cord    laser and crystal temperature. Connector  Cooling Fan‐Do Not Block AC Power On/Off  Moves air from vent holes Switch  on the bottom and sides. Periodically remove dust buildup from vents for best operation.   Fuse Tray  Remote Interlock Input (BNC)  ...
  • Page 10 Narrowband Photon Pair Source  Chapter 4: Operation  3. Check the emission status of the device on the bottom of the screen. It should show “Off” prior to enabling  the pump source.   4. Make sure the interlock input on the back panel is short‐circuited. (See Section 6 for detailed instructions.)  5. Press and release the ENABLE switch to activate the SPDC810N. There will be a 3 second delay before the  pump laser powers up. During this time, the ENABLE indicator will light up and blink.  6. Adjust the pump current set‐point starting from 0% to the desired value by pressing the adjustment knob  once. The “%” sign blinks in the adjustment mode, and it times out after 5 seconds. The knob must be  pressed again after the time‐out in order to make additional adjustments to the pump current set‐point.  The unit is now producing photon pairs and is ready to use.  Adjusting the Photon Pair Rate and Wavelength Degeneracy   Photon Pair Rate ‐ The photon pair rate can be controlled by varying the pump current set‐point. The pair  rate specifications represent the performance at max operating set‐point (100%) and decreases as current  is lowered.   Wavelength  Degeneracy  ‐  Adjusting  the  temperature  of  the  crystal  will  slightly  change  the  output  wavelengths of the signal and idler. This may be needed for applications requiring a more precise degree  of wavelength degeneracy.   Turning the SPDC810N Off   Disabling the photon emission ‐ The pump laser, and therefore photon pair output can be turned off by ...
  • Page 11: Chapter 5 Remote Operation From Command-Line Interface

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 5: Remote Operation from Command‐Line Interface  Chapter 5 Remote Operation from Command‐Line Interface  The Command Line Interface (CLI) provides the user with a method of controlling the SPDC810N remotely over  the USB interface that is emulating a serial port. A standard terminal program (such as Tera Term) can be used to  send commands to the SPDC810N and receive responses.   The virtual COM port settings should be set up as:  Baud Rate:  115200  Data Bits:  8 bits  Parity:  None  Stop Bits:  1 bit  Flow Control:  None  The list below shows the list of available commands along with a brief description and syntax. Each command  should be sent with a carriage return, or a line feed, or both at the end of the string.   To signify variables, (variable name, format, range) will be used. {Units} will be called out for reference to the  reader but should not be included in typed commands.    Command/Query  Description  Idn?    Get identification information  le    Enable pump diode  ld    Disable pump diode  ldstat    Get status of pump diode, ON vs OFF  (Pump Power, XXX, 0 to 100)  Set pump diode operating current as a percent of the  sloc ...
  • Page 12: Chapter 6 Making Safety Interlock Connections

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 6: Making Safety Interlock Connections  Chapter 6 Making Safety Interlock Connections  The SPDC810N is equipped with a remote interlock connector located on the rear panel. In order to enable the  pump  laser,  a  short  circuit  must  be  applied  across  the  terminals  of  the  Remote  Interlock  connector.  This  connection is made available to allow the user to connect a remotely actuated switch to the connector (i.e. an  open door indicator).  The switch that is connected to this interlock must be normally open (N.O.), meaning that it has to be closed in  order for the unit to be enabled. If the switch is changed to an open state, the pump laser will automatically shut  down. If the switch returns to a closed condition, the pump laser will not re‐enable until the ENABLE switch is  pressed.  All units shipped from Thorlabs are configured with a shorting BNC device installed in the interlock connector. If  you are not going to use this feature then you can leave the shorting device installed and the unit will operate  normally, as described throughout this manual. If you wish to make use of the interlock feature, you will need to  acquire the appropriate mating connector (BNC male) and wire it to your remote interlock switch.      Page 10    TTN271994‐D02 ...
  • Page 13: Chapter 7 Troubleshooting

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 7: Troubleshooting  Chapter 7 Troubleshooting  The following table describes some typical problems that may be encountered while using the SPDC810N and  possible solutions to these problems.  Problem  Possible Cause  Solution  No AC power input  Make sure the AC line cord is fully inserted into the AC  Input receptacle and plugged into an outlet providing 100  Unit does not turn  to 240 VAC. Also ensure that the AC power switch on the  on when switching  back panel has been turned on.  the power switch to  Fuses may be open  Refer to Section 3 for information on replacing open fuses.  the ON position.  If the problem persists, please return the unit to Thorlabs  for evaluation.  Unit powers on but  Open Interlock  Check to make sure the interlock connector is installed on  does not enable  the rear panel. See Section 6 for details.  pressing the ENABLE  button.  Low pump power  Check to make sure the pump laser is enabled and set to a  sufficiently high percentage.  Incorrect patch cable  Check that the correct type of fiber patch cable for an  configuration  810nm wavelength and FC/PC connector type is being  used. If using the included patch cables, ensure the AR  coated ends are not being mated to the bulkhead on the  Unit is enabled but  unit, or to another fiber. ...
  • Page 14: Chapter 8 General Maintenance

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 8: General Maintenance  Chapter 8 General Maintenance  Aside from the AC input fuse, there are no user serviceable parts in this product. If you suspect something has  failed in the unit, please contact Thorlabs for advice on returning the unit for evaluation.  Always clean fiber optic connectors that will be inserted into the system and install the dust cap whenever the  source  is  not  being  used.  Allowing  dust  and  dirt  onto  the  fiber  end  faces  will  degrade  coupling  efficiency  and  possibly damage the fiber patch cables, both inside and outside.   Cleaning  The housing can be cleaned using a soft, slightly damp cloth. Avoid using any solvents on or near the unit. Keep  the vent holes on the sides, rear and bottom of the enclosure free of dust buildup. Restricted airflow will cause  the temperature controls to operate inefficiently and, in extreme cases, loss of temperature control.  Connector Cleaning  Always inspect and clean the ferrule end of your fiber patch cables and clean the output FC bulkheads prior to  inserting the fiber patch cables into the FC bulkheads.   Thorlabs offers the FCC‐7020 Fiber Cleaning Cloth Spool, which can be used for cleaning the ferrule ends of the  patch cables. Please note, if cleaning is needed on the AR coated end of the included patch cables, use a solvent  such as isopropanol (IPA) on a small piece of the cloth. Using a dry cloth on an AR coated end may permanently  damage the fiber end face. Furthermore, the AR coated end should never be mated to another fiber and is meant  for free space launching only.  Additionally,  each  unit  is  shipped  with  a  FBC250  Bulkhead  and  Connector  Cleaner  for  cleaning  the  output ...
  • Page 15: Chapter 9 Specifications

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 9: Specifications  Chapter 9 Specifications  Item #  SPDC810N  Optical Specifications  Operating Wavelength  810 ± 1 nm  η  (Detector Excluded)   >0.30  Max Pairs/Second  >100 kHz  Photon Bandwidth  <0.25 nm  Wavelength Stability   ±0.1 nm  Wavelength Tuning Range  >8 nm  Temperature Control  Yes  ( τ  = 0) <0.1    Extinction Ratio   >17 dB  Lifetime  >2500 Hours of Pump Emission  Pump Laser Power  Up to 40 mW  User Serviceable  No  Electrical Specifications  Input Voltage ...
  • Page 16 Narrowband Photon Pair Source  Chapter 9: Specifications  Second‐Order Correlation Measurement at Zero Time Delay   Dimensions do not include ports or buttons used to control the unit. Please refer to the mechanical drawings for more detail.       More information can be found in P. Granger, G. Roger, and A.Aspect, “Experimental Evidence for a Photon Anticorrection  Effect on a Beam Splitter: A New Light on Single‐Photon Interference,” Europhysics Letters, vol. 1, no. 4, pp. 173, 1985.  Page 14    TTN271994‐D02 ...
  • Page 17: Chapter 10 Mechanical Drawings

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 10: Mechanical Drawings  Chapter 10 Mechanical Drawings    Figure 3 SPDC810N Mechanical Drawing         Rev. A, March 14, 2023    Page 15 ...
  • Page 18: Chapter 11 Certifications And Compliance

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 11: Certifications and Compliance  Chapter 11 Certifications and Compliance    Page 16    TTN271994‐D02 ...
  • Page 19: Chapter 12 Warranty And Rma Information

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 12: Warranty and RMA Information  Chapter 12 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 20: Chapter 13 Thorlabs Worldwide Contacts

    Narrowband Photon Pair Source  Chapter 13: Thorlabs Worldwide Contacts  Chapter 13 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 22           www.thorlabs.com       ...

Table of Contents