OpLev 用レーザー源の動作チェック マニュアル

1. OpLev用レーザー源の動作チェック　マニュアル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

2. 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)

3. 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 ※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

4. 下準備

5. 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

6. 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 ※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

7. 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 LPF SLD ※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

8. 下準備４ • 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

9. ビームプロファイラーを用いたモードの測定

10. ビームプロファイル　準備１ • 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

11. ビームプロファイル　準備２ • 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

12. ビームプロファイル　準備３ • 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

13. 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 ※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

14. 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

15. 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 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

16. 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

17. データのプロットとフィッティング

18. 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

19. 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

20. フィッティングする • 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

21. fit2014.gnuの書き換え • 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