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2012年11月の記事

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2012年11月30日(金) 21:44

最大の懸念

 入力ファイバーの効率が最も低いこのコンバイナーからは、下位2本を切り取る。16番と18番だ。
 パッケージを開けて、光ファイバーを取り出す。

 番号タグが含まれるところまで先端を20センチほど切り取り、試験サンプルにする。

 残りの16本は、どれをどの励起LDに接続しても構わない。もう番号を確認する必要はない。
 ただしシグナルファイバーだけは別なので、タグが脱落すると大変なことになる。

 左側は昨日まで扱っていた、励起LDの尻尾。切断面の状態が若干悪い。
 右側がサンプル切り出しした、ポンプコンバイナーの尻尾。綺麗に切断できている。

 ポンプコンバイバーの被覆は励起LDの被覆よりも遥かに除去し易い。明らかに材質が異なる。

 画像上は両者のコア直径もクラッド外径も同一。言われなければ別メーカー品とは分からない。
 この時点で、最悪の懸念材料は解消された。

 数字上は損失ゼロで融着成功。
 しかしこれは画像処理において、コアの位置ズレや角度ズレが検出されないというだけに過ぎない。

 目視では、明白に気泡を抱え込んでいる。失敗だ。昨日の本でも、融着の失敗例の1つとして挙げられている。
 しかし、この気泡さえ無ければ全く問題なし。筆舌に尽くし難い苦労の末に手に入れたポンプコンバイナーは、使用可能ってことだ。

 だが突発事態により、融着作業は先送り。というのも、急に引っ越さねばならなくなったのだ。今のアパートが耐震上ヤバいと判明し、補強も不可能。建て替えるしかない。
 68本もの融着はかなりの日数を要するはずだし、途中まで進行した状態では移動させられない。となると、完全に引っ越しが完了した後でないと、作業に入れない。年を越えるかもしれない。

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2012年11月29日(木) 21:13

入力ファイバー確認

 これは去年のうちに買った本。
 光ファイバーの理論だけでなく、融着に関する実用的なノウハウなども含まれていて実際にファイバーレーザーを組み立てようとする場合に有用な情報が多い。とっくに目は通していたが、実際に融着作業を行なってから読むと全然違う。
 やはり勉強というものは、実験あってこそ理解が進む。

 改訂2版は2001年頃であり、情報としては古め。ところが、入手した中古融着接続機は2004年に後継機が出現しているため、ちょうどそれが最新機種だった時代の情報なのだ。つまり、目の前の装置を使う上ではベストな相性ということになる。
 画像認識により左右の光ファイバーの中心軸と傾きを計算し、そのズレから接続損失を推定しているらしい。もちろん酷く破損しているファイバーはそうと認識してくれるが。

 融着失敗のパターンなども載っているし、基礎技術でも重要な話がある。それは、シングルクラッドのファイバーであっても、クラッドは厚い方が伝送損失は減るということ。
 全反射の皮なのだから、クラッドは損失に無関係だと思っていた。だが、光はそう単純ではないようで・・・

 ファイバーレーザーのポンプ光を導く場合、105/125など極端にクラッドが薄くてコアの太いファイバーがポピュラーである。これはコアに大きなエネルギーを通したい一方、伝送距離が短くて損失の影響が少ないからだろう。
 クラッド外径125μの場合、コアとの比率が2.5が最も損失が少なくなる。そのため、一般的な通信では50/125が好まれるらしい。

 ネットには豊富に情報が存在するが、ネットには存在しない専門的情報はいろいろある。やはり本格的にDIJYやるなら、市販本は避けて通れない。

 本番の融着を行なう前の危惧として、ポンプコンバイナーのファイバー仕様が適合するかどうかを確認したい。そこで、不出来なため励起LDへの融着に使用しないファイバーを確認し、それを融着試験に使用したい。

 励起LDは34本×2であり、ポンプコンバイナーは入力18本。2つずつ使用するので、2つあたり2本が余る。
 それを考慮し、テストシートを確認しつつ切捨て番号を決定。

 シグナルファイバーが最も不出来なコンバイナーは、本レーザーが透過しない根元に配置する。

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2012年11月28日(水) 21:58

融着成功

 とんでもない根本的な錯誤に気付いた。

 いま融着しようとしている光ファイバーは、シングルモードSMではなくマルチモードMMだった。
 励起LD用なのだ。

 さっそく設定を変える。
 MMには選択肢が1つしかない。空欄には自前でパラメータをセットできると思われるが、その方法はトリセツ無しでは分からない。ひとまずFURUKAWAにしておく。

 切断機の刃だが、住友のサイトで写真があった。この機種ではないが、刃の清掃として綿棒をモロに刃に当てていた。

 自分はこれまで、刃の側面を撫で上げていた。
 写真をマネて、綿棒を縦に2つに切りたいかのような動きでやってみる。

 コアの欠けが僅かに感じられるが、昨日までとは嘘のように綺麗に切断できている。

 そして放電されたときに驚いた。昨日までとは明らかに違う。放電時間が長いのだ。

 肉眼で液晶モニターを見ると、融着位置に縦筋が感じ取れる。

 しかし推定損失は0.00dBが出た。
 マルチモードで正解だったようだ。

 清掃用紙も薬液も、プロツールを使っていない。それで成功したのだから、本番に臨んでも大丈夫だろう。だが、他にも危惧している問題がある。試験融着では同じファイバーを切って、左右に使った。つまり、ファイバーのスペックは完全に同一だ。
 ところが本番では、このファイバーとポンプコンバイナーを融着する。両者はたぶんメーカーが違うので、スペックもズレている。

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2012年11月27日(火) 21:12

切断トラブル多発

 FITEL純正カッターは、純正ホルダーと組み合わせると光ファイバーがコンマ数ミリ浮いてしまっている。実は純正といいつつ旧製品のカッターと最新のホルダーであり、この組み合わせはメーカーの対応表に含まれていない。

 石英ファイバーの切断は微妙な仕様が要求されるようであり、太さの数倍も浮いていたのでは適切な力が加わらない可能性がある。
 とはいえ、このカッターで数日前に0.03dBを出したのだが・・・

 皮肉なことに、サードパーティー製カッターだと高さがピタリと合う。

 切断の調子はこっちの方がもともと良かったので、今日はこれで切ってみる。

 だが、今度は久しぶりにファイバーセット位置不良。レンズ付きヘッドランプでも、完璧な仕事は難しい。ヘッドランプの角度にクリックがあり、飛び飛びの数段階でしか位置が安定しない。最適な角度で固定できていない。

 位置を合わせ直したが、端面不良。

 念のためファイバー種類を変更し、上から4番目ではなくこれまで最も調子良かった2番目に戻してみる。だが、状況は全く同じ。
 すなわち、融着できない原因は「切断の失敗」で間違いないということだ。

 なぜここに来て急に、切断失敗が多発するようになったのか?

 そういえば0.03dB出した時は、被覆を除去したファイバーを清掃するとき確かに以前から使ってる薬液を使った。しかし紙の方は、試しに1枚引っ張り出したプロツールのがまだ使えるので使った。
 今回は180円の汎用品というのが問題かもしれない。しかし、汎用品でもここまで切断不良は多発していなかったはずだが・・・

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2012年11月26日(月) 21:27

割れてやがる

 久しぶりにファイバーのセット位置が不良で、間合いが離れまくった状態で融着放電されて黒焦げ。

 確認すると、右側の光ファイバーの被覆が除去されていないままだった。これじゃセットした段階で被覆厚の分だけ位置がズレる。
 正確には、被覆を除去していない逆側の端をセットしてしまったのだ。どうりでレンズ付きヘッドランプを使ったのに先端が見難かったわけだ。

 太さ0.125ミリ。被覆があっても太さ0.25ミリ。そんな光ファイバーはレンズを通して見ても、左右の位置は分かるがファイバー本体の異常は殆ど分からない。違和感はあっても、気付かないレベル。
 ただしこれは、練習用に光ファイバーを20センチほどに切り取って使っているから発生する失敗。本番では逆側をセットするのは物理的に不可能だ。ただし大量流れ作業やると、被覆の除去忘れは発生してもおかしくない。

 右側の光ファイバーは、正しい側をセットし直し。
 左側の光ファイバーも、端が溶けたので改めて被覆除去と切断をやり直す。

 ところが、またしても融着前に失敗が確定。
 コアが割れている。とんでもない切断失敗だ。

 妙なのは、クラッドの影は滑らかで綺麗なこと。それでコアだけこんな割れ方するものなのだろうか?
 確かに石英ファイバーはガラス製品だが、コアとクラッドが別物のように振舞うのだろうか?
 光ファイバーの製造法って、コアとクラッドも融着しているようなものじゃなかったっけ?

 しかし映像は見せかけではなかったようで、思い切り融着失敗している。

 ファイバー切断機の清掃が不適切だったのかもしれないが、特におかしな清掃をした気はない。もしこれで清掃が原因だったなら、清掃も想像を遥かに超える難易度だ。かと言って清掃せずに延々と使い続けられる装置類ではないのも明白。
 本当に容易に手なずけられない。

written by higashino [ファイバーレーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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