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2008年03月の記事

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2008年3月31日(月) 17:25

またイメージ作りの苦労

 凸レンズ2枚に挟まれたSHG結晶という古典的ユニットが、どうやら理屈通りに働くようだと確認出来た。そうなると次の段階は、正式な筐体製作となる。
 正式版では厳密かつ精密な固定・調整が必要である。実験時のようにSSY−1も写真のユニットも適当に置いただけで射撃する訳には行かない。しっかりしたモノを作るのはいつも通り、かなり手間暇が掛かる。また、最初の構想を固めるまでが大変だ。

 頭の中でいろいろな構造をイメージし、問題点を想像する。

 ユニットの向きを調整するイモネジは、両サイドの凸レンズに関しては外部に向いていて容易に操作可能。しかし、中に挟まれたSHG結晶のイモネジは、空間が狭く六角レンチを差し込めない。これに関しては、先端をカットした六角レンチを用意すれば対処可能な程度だ。
 しかし、必要な空間はそれだけではない。ユニットをレーザーキャビティーに固定した後でも、果たして六角レンルを差し込んで回すだけの空間が周囲に確保出来るのか?
 凸レンズ以上にSHG結晶こそが最後まで向きの調整を必要とする可能性が高い。それが調整出来なくなると困る。

 困らないような構造を考え出さねばならない。
 かなり悩ましく、サッと結論を出して筐体の製作に取りかかれる・・・ってものではない。

 凸レンズを覗き込むと、BiBOを通して反対側の景色が見える。その景色は、上下に分離している。テレビ放送のゴーストみたいだ。まあゴーストも2011年アナログ放送が終了すると過去のものとなり、例としては通じなくなるのだろうけど
(^_^;)
 像の分離はたぶん、非線形光学結晶の効果なのだろう。

 秋月グリーンレーザーを通すと、レーザーの着弾光点も上下に分離する。2つになった光点の一方が明らかに明るい。しかしそれでも伴星の明るさは無視出来ないものであり、光軸調整のために可視レーザーを通すと相当に邪魔になる。これも将来の懸念材料の1つだ。ただでさえ光軸調整は厄介で、調整用レーザーの光点は確認し難いものなのに。

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2008年3月30日(日) 18:54

出口側

 これも妖しく輝く滴。もう1枚のレンズである。直径12.7ミリで、焦点距離25ミリの仕様は同一だが、1064nm
と 532nm の2波長対応のARコーティングが施されている貴重品である。
 BiBOでグリーン化されたビームの出口側に鎮座させる。

 結構いい加減な設置でも、単に緑を出すだけなら可能だと判明している。
 この手の装置は厳密な光軸合わせを行うとすると固定物を製作するのに非常に手間が掛かる。それこそ何日も工作を続けねばならない。
 今は手早く作業を済ませる。要は、厳密な筐体を工作する前にサイズの確認だけやっておきたいのだ。サイズはパーツの設置間合いで決まる。

 一部で話題の超高速連写デジカメ導入しました。自分の趣味にモロにハマっている製品だ★
 これがウリの1つである、秒間1200フレームの超高速動画。

 それでも、パルスレーザーは3フレームにしか写っていない。

 中央では、照射点は白トビしているが背後のアルミに緑の輝きが反射して見える。
 肉眼では、もっと細く小さな緑の閃光が見える。

 1200フレームまで上げると、撮像素子のスキャンが間に合わないため上下が狭くなる。しかし、レーザーとかコイルガンの類では十分に実用になる。
 秒間300フレームなら、512×384で撮影可能。まるでニコニコ動画にアップしろと言わんばかりの仕様だな
(^_^;)

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2008年3月29日(土) 16:46

緑が出た

 宝石のように美しく輝く滴。これが、レーザーキャビティー内での使用を前提としたレンズだ。独特の輝きは、ARコーティングが生み出す。
 直径12.7ミリで、焦点距離25ミリの仕様。

 YAG基本波の入射側に使用するため、ARは 1064nm に対するシンプルな単一波長対応のものだ。

 BiBOの内部に焦点を結ぶよう、間合いを調整して設置。

 本来であれば、SSY−1のレーザービームとレンズとBiBOを完全同軸に設置し、向きも合わせねばならない。しかし、テキトウに置いた状態で取りあえず撃ってみる。

 下部に明らかに緑の輝きが!

 更に一発。

 レンズが無い場合よりも、発砲スチロールの溶け面積が小さくなっている。軸が合っていないため、緑が下にズレているのだろう。
 それでも、パルス・グリーンレーザーが発生しているのは間違いない。

 こうして見ると、昨日の射撃ではグリーン化に失敗していたとはっきり分かる。透過光が黄色く見えるとか緑成分が多そうだ、などという曖昧なものではない。はっきりした緑の光が確認出来ている。

 どうやら、グリーン発振にはかなりのエネルギー密度が必要なようだ。

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2008年3月28日(金) 17:18

緑が出ない

 パルスYAGレーザーをBiBOに直射してみる。BiBOの向きはコレで合っているはずだ。

 4ミリ角の結晶を通過したYAG基本波 1064nm は数センチ先の黒い発砲スチロールの表面を僅かに溶かした。これまでは円形の溶け跡を残したが、今度は正方形の溶け跡になっている。
 しかし、肝心の緑色の輝きは視認出来ない。

 ビデオでも、緑が発光しているのは確認出来ない。

 何発か撃つと、発砲スチロールの溶け跡は少しずつはっきりして来る。しかしやはり緑は見えない。フラッシュ光の圧倒的な輝きに邪魔されているとしても、確認に苦労するほど緑が発生しないとは予想外だ。

 BiBOは変換効率が高いが、LBOに比べると基本波の平行度を要求する。レーザーの向きと結晶の向きを正確に一致させねば緑が出てこないのかもしれない。だとすると、間に合わせの台に置いただけのこんないい加減な実験では駄目ってことになる。
 結晶マウントは調整可能だが、SSY−1本体もマウント側も適当に「そこに置いてあるだけ」なので調整もへったくれもない。六角レンチを差し込んだだけで位置がズレる。

 BiBOの側面に鉛筆で書かれていた矢印を信じたのだが、もしかすると結晶の向きが逆かもしれない。

 マウントを逆向きに設置し、反対側からレーザーを撃ち込む。
 周辺に漏洩している基本波は赤っぽく写っているが、結晶を透過した光は黄色っぽい。左端は緑の成分が強めに見える。
 だがこれも、グリーンレーザーが発生していると確信持てるような輝きではない。

 撮影の露出を変えてみた。

 結晶透過レーザーと周辺の漏洩光では、明らかに色が違う。しかしBiBOの2波長ARコーティング自体が残念ながら最初から黄色に見えるのだ。透過光の色はBiBOを透かして肉眼で眺めた時の色とほぼ同じであり、グリーンが発生したために黄色っぽくなったとは判定出来ない。

 SSY−1は非力だが、パルスだけにピークパワーは高い。10ミリジュールで持続時間1万分の1秒ならば、出力は100ワットになる。持続1000分の1秒だったとしても10ワットだ。これだけあればSHG結晶に直射してもグリーンを出せると期待したのだが、エネルギー密度不足だろうか?
 10〜100ワットというのは熱線銃の励起用 808nm の出力オーダーと重なっている。つまり、これでグリーンが出てこないようでは熱線銃のグリーン化も出来ないだろう。

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2008年3月27日(木) 17:21

久々のSSY-1実射

 楕円反射容器をSSY−1本体に戻す。
 SSY−1本体は頑丈なフレームの両側にキャビティーミラーが装着されている。レーザーにおいては共振を実現するためのミラー調整こそが最も大変なのだが、その大変なミラーが調整済みの状態でしっかり固定されている。これこそSSY−1最大のメリットであり共立モジュールのように手軽に扱えるゆえんでもある。

 両側に鎮座するミラーのうち一方はYAG基本波を全反射するリアミラー。もう一方が部分反射の出力ミラー(OC)である。ところが両者は見た目では殆ど区別出来ない。更に紛らわしいことに、ミラー側面に矢印が書いてある方がリアミラーと来ている
(^_^;)
 要するに、取り付け向きを間違えないよう注意しろってことだ。そこさえクリアすれば問題は発生しない。

 黒い発砲スチロールに向かって射撃!

 直径5ミリほどに渡り、表面が僅かに溶けた。オリジナルでQスイッチを装着していた時とほぼ同じに見える。Qスイッチを外してある現状では、オリジナルの半分か3分の1のパワーだと思われる。
 少なくともレーザー発振しているのは間違いない。蛍光放射だけでは5ミリの範囲だけを溶かすようなことにならない。数センチも離れれば、フラッシュ光で発砲スチロールが溶けることもない。

 非力だが1064nmの実験用レーザー光源が確保された。
 汎用のカメラストロボ用で駆動出来た事実が大きい。フラッシュ励起のパルスYAGにおいて、キセノン管は消耗品である。それに代替品が使えたということだから。

 BiBOをマウントに挿入する。接着にはファイアーガムを使用。既にお馴染み、常温で硬化する接着剤の中では最強の耐熱性を誇る。

 硬化するまで8時間待たねばならない。

 以前使っていたファイアーガムはチューブ内で硬化してしまい使用不能。ほとんど使い残していたのに買い直さねばならなかった。2液混合ではない弱み、もちろんフタはしっかり締めておいたが、それでも数ヶ月でアウトのようだ。

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