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2016年04月の記事

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2016年4月30日(土) 21:09

犯人は2人かも

 いや、Q値も不足しているのかもしれない。
 今一度、別の構成を試さねばならない。

 すなわち、共振器内部にPCを抱え込まない構成で、OCの反射率が30%の場合である。

 バルク型で開放光学系を持つ光共振器の場合、安定条件がある。例えばYAGレーザーの場合、凹面鏡を2枚使って合わせ鏡にするのが普通である。ここで、両者の曲率半径の和よりも、両者の距離を短くする必要がある。さもないと、共振器は安定しない。

 安定条件を示す数式も存在する。

 だが、最近はそんなことを考えたことはなかった。ファイバーレーザーの場合は、光をファイバーコア内部に閉じ込めてレーザー発振させる。そこには、ミラーの曲率などという概念は無いし、光軸調整という概念も無い。ミラー間の距離という概念は存在するが、誰もそんなこと気にしているようには見えない。
 要するに、共振器の安定条件なんてファイバーレーザーには無関係だと思い込んでいたのだ。

 実際、無関係かもしれない。しかし、類似の問題で共振器が安定しない可能性は無いのか?
 PC(コンプ・コンバイナー)はガラス細工であり、そこを通過するコアは直径が小さく絞られる傾向にある。それによって透過光のロスが発生するが、単にロスになるだけではなく、共振器としての安定条件をj崩すような働きをしている可能性は無いのか?
 共振器内部にPCを3つも抱え込んだら、OCの反射率をどんなに高くしても共振不可能である。そういう可能性は無いのか?

 先のバルク型・開放光学系の安定条件は、ミラーの反射率は無関係である。不安定だとなれば、ミラーの反射率を高くしても不安定のままである。反射率は、共振器のQ値と関係するのであって、安定条件とは関係しない。

 構成次第では、OCが6%でも共振するのに30%では共振しないという現象が生じる。
 これは、PCによって安定条件が崩れていると考える方が妥当である。

 ただし、レーザー発振したケースでも、出力がやたら低い。これこそ、OCの反射率不足かもしれない。そこで、共振した構成で、OCの反射率を30%にしてみようという次第。
 期待される結果は、レーザー出力の向上だ。

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2016年4月29日(金) 20:25

仮説は否定された

 期待に反して、どうやら共振していない。

 アルミ板から浮かせて燃えやすくしたマスキングテープに、全く傷を付けられない。

 回折現象も、殆ど見られない。

 現時点での共振器構成は、こうなっている。共振器内部にPCが3つも抱え込まれているが、それによるQ値の低下は30%という破格に大きな反射率のOCにより、カバーできているはずだ。それなのに、まるで共振していない。


 ここで、以前の結果と比較してみよう。

 これは、反射率6%のOCを使用したときの状態。

 ずいぶん明るいが、本質的には違いはない。30%のOCでも、こんな感じに見える場合がある。要するに、自動露出の関係で、たまたま明るく写ったり暗めに写ったりする。

 共振していないと思われる点では、同じだ。


 反射率6%のOCでも、共振器内部にPCを抱え込まない場合は共振した。

 レーザーならではの回折現象が明確で、オートフォーカスが合い易い。アルミ板からテープを浮かせば、綺麗な丸い穴を貫通させることができた。出力は1ワット未満と思われるが。

 ここに至り、期待通りのハイパワーレーザーが発振しない理由は、Q値の不足(OC反射率の不足)ではない疑いが急に強まった。

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2016年4月28日(木) 21:57

挿入完了

 アルミ細パイプの取り付け。

 ホルダーの左側アームを跳ね上げてあるが、それで見えているV字の底に埃が1つ落ちていただけでフォーカスエラーになった。

 もう片側の融着。推定損失は3分の1だが、見た目では違いが分からない。
 推定損失を気にしても仕方ない。

 赤色LDが死んだのが、案外痛い。仕上がりを直接確認できない。

 同様に、アルミ細パイプで保護する。

 これで、正式OCの挿入完了!

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2016年4月27日(水) 21:29

片側融着

 正式OCが到着。

 この手のパーツの常として、実測データーが付属している。反射率は30%まで上がってしまっているが、問題にはならないと思われる。
 全長1メートルと、これまでのパーツに比べると短い。作業するには手頃な短さではあるが、光ファイバーが冗長なほど交換可能回数は増えるので、微妙な気分。

 仮固定すべて普通のセロテープが使われているのに苦笑。

 FBGには、なぜか向きがある。
 光入射側に印が付いているので、間違えないよう注意する。

 しかし、いざ融着しようとすると何度置き直してもフォーカスエラーになる。
 フォーカスが狂っているようには見えないのに、これはどういうことだ?
 ようやく、光ファイバーを置くV字ミゾに埃が落ちているのに気付く。埃1つを取り除くと、すんなり進行した。

 やたら高い推定損失が出たが、モニターで視認する限りでは何の問題もない。

 このまま作業を進める。

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2016年4月26日(火) 21:41

挿入準備

 アルミ細パイプを右下のヒートシンクに接着し、光ファイバーの引き回しを整理。

 いつもいつも、左で巻いている電線が厄介すぎる。ちょっとした位置のアヤで、光ファイバーに干渉する。これで、光ファイバーに異常な外力を加える可能性があり、困り果てている。

 筐体にフタをして正規に実装する際に、信頼性の穴になるかもしれない。
 電線は光ファイバーに比較すると引き回しの自由度は高いのだが、太くなるとその限りではない。干渉の心配が無いように引き回すには、筐体が狭過ぎる。

 全体を180度裏返し、正規OCを実装すべき筐体を上向きに置く。

 正規OCの実装位置は、テープでタグを付けておいたので作業し易い。ここで光ファイバーを切断し、正規OCを挿入する。

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