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2011年11月の記事

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2011年11月30日(水) 21:55

赤色LDユニット

 オリジナルの赤色LDユニットを取り出す。

 光ファイバーに同軸導入されていて、本来のレーザーが射出されるのと同一の光ファイバーから放射される。つまり、パララックス皆無で照準が付けられる訳で、至近距離で照射を行なうレーザー加工器には必須ともいえる装備。
 ただしレーザー銃では、無くても何とかなる。

 実はこれまでの作業中に、こいつの光ファイバーをうっかり折ってしまったのだ。主ファイバーは注意していたが、こいつの扱いは注意が逸れたときがありファイバー自体も外殻がなく細いのでやられてしまった。
 手遅れかどうかを確認したい。もし手遅れでなければ、主ファイバーから射出させることで主ファイバーが無事なことも確認できる。主ファイバーは折った記憶はないが、金属殻を剥く作業でダメージ与えた可能性はゼロではない。
 それらまとめて確認するには、このLDを発光させるのが先決。しかし、電源仕様が不明。+と−だけははっきりしているので、試しに3Vを接続するが何も起らない。

 そこでLDを取り外し、直接ドライブしてやる。

 以前コイルガン戦車の照準用に使われていた赤色LDから、ドライバー基板を取り外してLDにハンダ付け。3Vを接続すると無事に輝いた。パワーメーターで確認すると、0.7ミリワットぐらい出ている。問題ない。

 光ファイバーを強く曲げると、レーザーが漏洩して途中が赤く光る。
 直径4センチぐらいが敷居で、それより曲率が緩くなると漏洩しなくなる。
 フレッツ光などで、光ファイバーの最小曲げ半径は25ミリと聞いた気がする。つまり直径5センチは確保せよということで、同一太さのこの光ファイバーでそれが確認できた。
 昨日作業した余剰ファイバーは、直径20センチぐらいに巻かれている。

 本体の賭けには、負けた。

 折ってしまった場所から、レーザーが漏洩している。無事な光ファイバーを強く曲げてレーザーが漏洩した場合、曲げを伸ばすと漏洩しなくなる。しかし、これは曲げを伸ばしても漏れたままだ。要するに、可塑限界を超えてしまい明確に光ファイバーが破損しているのだ。

 本体のレーザー射出端からも、赤色光は全く出て来ない。
 こうなると、主ファイバーが破損していないかどうかは確認できない。赤色LDの光ファイバーが破損しているのは、確認できた。
 破損した光ファイバーを切断し、途中から導光できないか試したが無理。コアが9ミクロンしかないため、どうしようもない。切断面だって綺麗じゃないだろうし。

 きっぱりと諦めることにした。
 赤色LD用の光ファイバーは根元から切断し、埃などが入らないようエポキシで封鎖。
 ある程度予想はしていたが、光ファイバーを折ってしまったら取り返しが付かない。個人レベルでの修理も不可能。その意味でも、苦労して主ファイバーをすっきり収納したのは大いに意味がある。誤って折る危険が激減したので、今後の作業が楽になる。

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2011年11月29日(火) 21:10

巻き取り

 ハンダ付け部分に銅針金を巻き、オートウェルドで固めた。

 いよいよ余剰な光ファイバーを収納する。
 作業中にとぐろが解けるとやってられないので、マスキングテープで仮止めしつつ調整。

 曲率半径は10センチ以上確保可能だ。光ファイバーの物理的スペックはフレッツ光などと類似なので、曲げがキツ過ぎてトラブルになる可能性はない。十分な余裕がある。
 共振器内では、もっとキツく巻かれている。

 問題は厚さの方。目論見を実行するには、どこかで樹脂パイプを交差させねばならない。つまり、樹脂パイプの太さ2本分の空間が必要となる。ところが樹脂パイプの外径は4ミリに対し、隙間は7ミリしかない。

 外部に出ている部分は、発振器と増幅器を接続している光ファイバーに沿わせる。そして互いに布ガムテープで結束し、強度を確保。

 隙間に収納した樹脂パイプは、少々変形して潰れても機能的に問題はない。位置を決めたら4隅のネジを締め付けて、樹脂パイプを半ば押し潰すようにする。押し潰すと、とぐろが解けることもなく一石二鳥である。ただし、長さの微調整も出来なくなる。
 外部に出ている部分の長さは決まっており、余り部分を無理なく収納できるようとぐろの調整を繰り返す。

 マスキングテープで固定されていると、今度は調整し難い。少しずつ剥がさねばならないが、剥がし過ぎるととぐろが暴れ出す。単純作業ながら、時間が掛かる。

 調整が終わったら、4隅のネジを完全に締め込む。
 光ファイバーを呑んだ樹脂パイプは、圧縮固定され脇からハミ出すことはない。これでようやく、光ファイバーの破損に神経を使わずに済むようになった。

 研磨面には、コントロールBOXとバッテリーを取り付ける。それにより、隙間にフタをする形になる。

 銃先端へと向かう光ファイバーは長さ1.8メートルに整理され、今後は作業時の取り回しも断然容易になる。

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2011年11月28日(月) 21:00

綱渡りの最後

 本体側から遠いマークまで、保護殻の除去に成功。

 らせん状になっている殻の切れ目を、水平に仕上げるべく最後の一頑張り。

 内側の樹脂パイプに、紙を巻いて保護する。もっと厳重に巻いておきたいが、根元パーツの金属殻は2重になっていて内径が狭まっている。

 この部分の接着強度は極めて重要。光ファイバーの曲げにより大きな力が加わるし、接着が外れてしまうとその折り曲げ力がモロに光ファイバーに加わる。致命的なので、リスクを犯してでもハンダ付けする以外にない。
 ハンダ付け作業で内側の樹脂パイプが溶けても、穴が貫通さえしなければどうってことはないはず。とにかく、光ファイバー本体は石英製なのだから。

 この程度のステンレスハンダ付けは、散々経験している特に難しくない作業である。厄介なのは、強酸性のフラックスだ。紙は、熱以上にフラックスの影響を減らすために巻いた。
 ハンダ付け部分を水槽に浸し、超音波洗浄。それでも、保護殻の内側に残ったフラックスまで完全に除去するのは難しそうだ。強度を確保するため、ハンダ付けは全周に渡って行なった。つまり、内部の残留物は端の隙間にしか逃げ場が無い。
 追加で水流を送り込み、最後はエアーで仕上げる。果たして、どこまで綺麗に出来たか・・・

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2011年11月27日(日) 20:12

急がば回せ

 本体側に近い部分まで、金属殻の除去に成功。しかし、かなり苦闘した。

 そこで、細いハサミを新規投入。
 切断能力はステンレス板で0.6ミリ厚と半減するが、先端を突っ込み易い分だけ遥かに作業性が良くなった。スペック的に限界を超えている可能性もあるが、何とかギリギリ切断可能。東急ハンズでも1000円を切っているので、最悪使い潰してもと割り切る。

 掌底で床に押さえつけるように使iい、握力を出来るだけ使わないようにする。

 歯の噛みあわせ具合により、切断し易い向きがある。右効きだと、上面の中央で切るのが最も楽だと判明。

 金属殻の方を180度回転させ、180度異なる位置の2箇所で縦切りにする。左右均等に切り開く。これにより、作業効率が大幅に向上。先が見えて来た。

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2011年11月26日(土) 20:01

なぜかダイオードが必要

 GNDに一番近い中間配線と、Vccに一番近い中間配線。その2本を新たに追加で取り付けた。

 キースイッチはOFFのまま、追加配線を端子に接触させて漏電を観察。
 Vccに一番近い配線は漏電しなかったが、GNDに一番近い配線を接触させると漏電した。

 これは、コントロールBOXの配線図。
 実際は6セルだが、単純化して4セルで描いてある。

 GNDに一番近い中間配線だけは、赤矢印の位置にダイオードが入っていない。
 

 キースイッチがOFFであっても部分的なサーキットが形成され、電流が流れてしまう。それを防止するためのダイオードである。しかし、GNDに一番近い中間配線だけは、ダイオード無しでも部分サーキットを形成しない。回路図上・・・机上の理屈では。
 一方でここにダイオードを入れてしまうと、電圧降下により CELL 1 電圧の測定に誤差が生じる。

 だから、ここだけはダイオードを入れなかったのである。

 しかし、試しにダイオードを取り付けてみると漏電しなくなった。
 なぜここにダイオードが無いと漏電するのか?回路図をどんなに眺めても理解できない。使用しているICの問題かもしれない。だが、現実は理屈に優先する。ダイオードは追加せねばならない。
 電圧降下は実測し、PICで補正計算するしかないだろう。

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