OpLev 用レーザー源の動作チェック　マニュアル

2014/10/03 Fri.東工大　熱田・粂田

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目次•今回の目標 (p.3)

•下準備 (p.4-8)

•ビームプロファイラを用いたモードの測定 (p.9-16)

•データのプロットとフィッティング (p.17-21) 　　　　　　　　　　　　　　　

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今回の目標•Optical lever （光てこ）に用いる SLD （レー

ザー）が正常に動作するか（スペック通りパワーが出るか等）を 調べる

•また、フォーカサー及びコリメーターを用いてビームプロファイルできることも確認する　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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※ コリメーターの方はビームが広がりすぎて測定し辛いので , プロファイルはフォーカサーの方だけで良いかもしれない

下準備

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下準備１•まずは今回調べる SLD のスペックシートを見て、　 Spectral center （波長）や Output power を確認　しておく

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下準備２•スペックシートの Spectral center の数値をパワメー

ターに入れ , 実際の Output power を測定する

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※ 今回はパワー測定の前に , 光学台上（デスクトップライトは消してある）にパワーメーターを置いて ZERO ボタンを押し , 予めバックグラウンドの光量を引いておいた

下準備３•OPTIPOP でファイバーの接続部分を拭き綺麗に

し , SLD を LPF （ファーカサー）に接続して光を出す

7※ 溝があるので , しっかりはめる。接続が弱いとパワーが落ちることがある

LPF

SLD

下準備４

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• 光が出ることを確認したら , ミラー等を光学台上に置き , ビームプロファイル用のセットアップをする ※ 既にミラーが設置してあ

る時は , 測定ごとに SLD を取り換えるだけで良い。但し ,SLD を取り換えるごとにビームが並行になっているかは確認した方が良い。⇒ 詳しくは「 Appendix 」

今回のセットアップに用いたのは” SLD” と” LPF” の他 ,長距離ビームを測るための”折り返しミラー”と減光用の回転式” ND フィルタ”である

ビームプロファイラーを用いたモードの測定

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ビームプロファイル　準備１

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• 光学系のセットアップまで終わったらパソコンにビームプロファイルをつなぎ , プロファイル用のソフト（ RayCi ）を起動する。下の画面が表示されたら Live Mode を選択

ビームプロファイル　準備２

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• Live Mode の Camera で , スペックシートのWavelength を記入し ,Exposure Time と Gain のオートのチェックを外しておく

※ オートを外さないと測定を進める内に積分時間とゲインといった条件が自動で変わっていき , 正確に測定できない

ビームプロファイル　準備３

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• Live Mode の Recording で今回は Duration を選択し , 積分時間を 5.0s に設定した。あとはスタートボタンを押せば測定結果を得られる

※ 今回は特に理由はないがDuration を選択した（ Frame数が同等なら Frames を選択してもよいはず）。また , 積分時間が 4.0s 以下だと数値の精度に少し影響が出たので ,5.0s に設定した

ビームプロファイル　測定１（おそらくプロファイルするのは focuser の方だけなのでそれに特化して記述する）•測定を始める前に , レーザーから出ている光を白

い紙等で大まかに見て , 一番絞られている場所（ビームウエスト）を探し , レーザー光源からの大まかな距離を測っておく•ビームウエストが決まったらその前後数十セン

チに測定する余裕があるような光学系にしておく

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※ 既に我々がそのような光学系にしたが , 必要に応じ確認をした方が良い

ビームプロファイル　測定２•もしウエスト付近などでビームプロファイルがサ

チっている（光量の密度が大きすぎる）ときは NDフィルタ等を用いて減光を行う。その際 ,Intensity が80 ～ 90 ％あたりになっているのを確認する

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ビームプロファイル　測定３•ビームウエスト付近（前後数十センチ）は細か

く測り（今回は 2.5 ㎝間隔） , それ以外の場所は大まかに（今回は 5 ㎝ずつ）計測を行った

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メモするべき項目Width Lab の x と y の＊ Average( ビームの直径 ) ＊ StDev( エラー )場合によって ,Intensity やellipticity や別ウィンドウ（ Cross Section ）の peak の Intensity にも注意しておく

Appendix 光軸を光学定盤に平行になるように光を飛ばす•レーザー光源直後の光と , レーザー光源から少し

離れた光軸の高さが光学台と平行になるようにマウントのつまみを調節する•レーザー光が十分平行になったら折り返しミラー

の 設置をする。なるべく折り返しミラーの中央にビームが当たるように設置し , 折り返した光が光学台と平行になるように同様に折り返しミラーを調節する•これを繰り返してなるべくレーザー光が光学台に対して一定の高さを保つようにする

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データのプロットとフィッティング

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データの読み込み•エディタ（今回は sakura ）を起動して計測で得たデー

タを書き込む。このデータは以後なるべくいじらない

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gnuplot の起動•今回の Fitting には gnuplot を用いた。 gnuplot を

起動したら , まずは自分のディレクトリへ飛ぶ

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フィッティングする

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• Load “fit2014.gnu” というコマンドを打ち込み ,フィッティングを行う。この時 , プロットするデータの指定などは fit2014.gnu の中を書き換えて行う

fit2014.gnu の書き換え

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• 測定データからウエストの位置を決め , その時のウエストサイズ（ w0 ）と位置（ z0 ）を書き換える

• また ,読み込むファイル名も書き換えておく