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2011年10月06日の記事

2011年10月6日(木) 21:28

増幅器

 改めて YLR-200 の構成を確認しておくと、光出力100ワットの種火レーザーと同100ワットの増幅器が直列されている。昨日までは種火だけを通電した。
 今度は、増幅器だけに通電。増幅器も17直列LDが2組の構成で、うち1組だけに2A強を流す。

 種火無しだと、光出力が3.07ワットしか出なかった。

 だが、種火側のフォトダイオードが強烈に反応。最初は励起LDの光出力をモニターしていると思っていたが実際は、励起LDの光出力とも最終発振レーザーの光出力とも相関していない。これでは光出力モニターに使えない。

 種火レーザーと増幅器の構造はそっくりで、励起LDおよびドライバー基板など目視では違いが全く分からないほど。電圧計を増幅器側のフォトダイオードに差し替えてみると、驚いたことに一方がオーバーフローしている。
 0.2Vを超えているということは、0.2ミリアンペア以上流れている。もしやこれが、最終光出力をモニターしているのか?

 増幅器のもう1組だけに通電。光出力は3.94ワットと、かなり違っている。フォトダイオードの電流も多い。
 種火レーザーの2組も出力がアンバランスだったが、一部の励起LDが死んでいるのではなくこれで正常なのかもしれない。

 ところで種火レーザーと増幅器の直列という構成は、常識的に判断しただけでありソースはない。もし推定通りだとすれば、両方一度に通電すれば大きな出力が積み上げられるはずだ。増幅器と思われる方は、全ての励起LDに通電しても光出力7ワットしかない。
 増幅器であれば、種火レーザーが存在することで初めて力を発揮する。

 種火と増幅で合計4組ある励起LD群。すべて同時に2A強を通電。

 予想通り光出力は一気に増大し、パワーメーターの定格を2割オーバー。かなり温まったが、危険を感じるほどではない。強力なヒートシンクを付けてある。パワーメーターは光出力に応じた電圧を出力するタイプで、ワット数表示の実態は単なる電圧計である(小数点の表示位置は調整してある)。
 電源は12Vなので、10V強すなわち100ワット強までは値を表示可能と推定される。もちろん、いろいろな意味で200ワットは無理。

 17直列レーザーの順方向電圧は25.86Vと25.91Vで、揃っている。

 電流は定格の半分程度と推定され、定格まで流したときに200ワット出るかどうかは分からない。しかし、150ワット前後は確実に出るだろう。性能が劣化している可能性はあるものの、ここまで致命的な故障は発見されなかった。ドライバー基板が故障しているかもしれないが、どうせ使わないので関係ない。
 ダイオード駆動は直列接続が楽。現状に合わせて4組の並列ドライブやるとなると、電流検出にしろ出力電圧可変化改造した DC-DC コンバーターにしろ4組必要になる。全68個の励起LDを、全部直列にしてしまえば1組で済む。ただし、この出力で約104ボルト。

 更に、フォトダイオードの値も問題だ。光出力と単純比例関係にあると言い難い値を示している。

 最悪これまで同様に電流フィードバックし、定電流駆動することは出来る。だが、ほぼ確実にフォトダイオードと思われるセンサーが少なくとも3個装備されている。これを活用し、APC制御できるならそっちの方が勝る。
 最終光出力または、次善として励起LDの光出力。いずれかと確実に相関していると思われるフォトダイオードの読み方をできれば解明したい。

 そうなると、セメント抵抗をせっせと繋いだり外したりしながらの実験ではどうしても効率が悪い。だが、自前のドライバーを製作するには適切な DC-DC コンバーターが必要だ。調達の目処は立っているが、納期はかなり掛かりそうである。
 ラジコンバッテリーで800ワット級の直流ドライブとなった場合、適切な DC-DC コンバーターが秋葉原に行くだけで手に入るものではない。

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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