Перейти к содержанию

    

Температурные артефакты в PM-волокне

В лазерной оптике абсолютный неуч. Но нужно ввести излучение с лазера, конкретно DL pro 850 nm Toptica Photonics, в волокно и вывести обратно. Для этого куплены: родные каплер - FiberDock, волокно - #OK-000679 (PM, т.к. сохранение поляризации крайне необходимо) и коллиматор: FiberOut. Все устойства оконцованы разъёмами FC/APC. Юстировка ввода излучения в световод в руках профана - неразрешимая задача. Но после долгого кручения удалось ввести и вывести примерно 30% мощности (где-то 15mW из 45). Однако это только первые трудности, т.к. основные проблемы проявились далее. Сигнал спектроскопии, где используется далее этот луч, оказался крайне чувствителен к волне холода с кондиционера в помещении. Возникают осцилляции, почти синус, с частотой, зависящей от скорости изменения температуры.

Скудные познания привели к предположению о кручении вектора поляризации - и это в PM-волокне! Т.к. сигнал спектроскопии чувствителен к поляризации. Общая оптическая мощность на контрольном фотодиоде при этом стабильна. Однако поляризационная плёнка из битого LCD-экрана смартфона перед фотодиодом сразу показала амплитудную модуляцию.

Прав ли я в своих измышлениях? Как такое может быть в правильном волокне? И главное, как побороть этот эффект? Все технические подробности могу изложить

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

что будет, если снизить мощность излучения в волокне на порядок?

Если я правильно понимаю, в сердцевину диаметром около 3 мкм Вы вводите 15 мВт мощности, т.е. получается плотность мощности 1,7 кВт/мм2. При таких уровнях в стекле возможны нелинейные эффекты (вращение плоскости поляризации под действием магнитного поля и т.п.).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо за ценную мысль. Действительно, цифра поражает. Но. Оптоволоконные устройства чисто нэйтивные: всё от Toptica Photonics через официального поставщика (Евролэйз) по специальному запросу. Фокусер FiberDock непосредственно прикручивается к корпусу лазера DLpro, так что изменить вводную мощность тоже не могу. Также добавлю, что в корпусе лазера размещён изолятор 80 dB - это на случай предположения о реакции уже не на волокно, а на излучатель.

Спасая меня, спасаете страну :crying:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Сегодня лучшие специалисты и по совместительству гениальные учёные из ведущего института страны всё разъяснили и продемонстрировали. Проблема именно в поляризации

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Сегодня лучшие специалисты и по совместительству гениальные учёные из ведущего института страны всё разъяснили и продемонстрировали. Проблема именно в поляризации

и что говорят по поводу "как побороть"?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
и что говорят по поводу "как побороть"?

Немцы (Toptica Photonics AG) слишком уверены в совершенстве своих изделий. К сожалению для точного согласования и особенно в плане поляризации нужно отвинтить каплер с излучателя, разместить его на некотором удалении на кронштейне, а между лазером и каплером должны появиться: фазовая пластинка, четверть-волновая пластинка, 2 зеркала. Вот тогда можно вывести потом из волокна через коллиматор до 70% излучения и обеспечить стабильность линейной поляризации в диапазоне температур и вибраций. Т.е. даже PM-волокно требует ввода излучения с согласованием поляризации не хуже 0.5° !!! :crying: Придётся городить весь этот лабиринт

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
А зеркала зачем? Вращать?

Главный элемент здесь фазовая пластинка (или кубик), с помощью неё и производится точное согласование поляризации. Четверть-волновая пластина - наверх сыта (типа чтобы назад всё было почище). А зеркала - дополнительное удобство для точного соблюдения углов ввода в полировку волокна. Эти регулировки есть, конечно в самом FiberDock'е, но это всё очень капризно. Именно в этом есть различия в исполнениях: в рубидиевом фонтане есть кубик и четверть волны (коструктив Thorlabs), в стронциевом КПН - фазовая пластинка и 2 зеркала. Принципиальных противоречий нет, есть просто предпочтения авторов этих монументальных творений

Изменено пользователем V&V

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Главный элемент здесь фазовая пластинка (или кубик), с помощью неё и производится точное согласование поляризации.

А вращать файбер для согласования поляризаций религия запрещает? Ведь есть fiber coupler с подстройкой углового положения световода. Ну или легко собирается из тех же торлабсовских mechanical stages. Там другая грабля может быть- паразитный резонатор на торце световода, возможно нужен световод со скошеным концом волокна.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
А вращать файбер для согласования поляризаций религия запрещает? Ведь есть fiber coupler с подстройкой углового положения световода. Ну или легко собирается из тех же торлабсовских mechanical stages. Там другая грабля может быть- паразитный резонатор на торце световода, возможно нужен световод со скошеным концом волокна.

По-порядку. К сожалению, неверующий. А в fiber coupler по имени FiberDock от Toptic'и есть 3 варианта поляризации (вертикальная, горизонтальная и 45°) и небольшие добавочные вращения по углу. Однако далеко не айс крутить эти углы - сразу требуется повторная возня с фокусировкой, терпения не хватит. Не зря профессионалы категорически не допускают точного согласования штатными средствами. Далее. Не скажу за паразитный резонатор, но я же в первом посте сразу сказал, что файбер с полировкой APC !

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
А в fiber coupler по имени FiberDock от Toptic'и есть 3 варианта поляризации (вертикальная, горизонтальная и 45°) и небольшие добавочные вращения по углу.

Судя по схеме в юзермануале там с точной установкой по углу как раз проблемы могут быть.

Не скажу за паразитный резонатор, но я же в первом посте сразу сказал, что файбер с полировкой APC !

FiberDock специально завален по углу ( рисунок на странице 6 мануала) чтобы резонатора паразитного небыло. Но из за этого юстировка действительно становится эквилибристикой.

А покрытия APC разные бывают, кому и 98% ARC, а бывают и 4 девятки (99.99). Просто предупреждаю, что при переделке системы ввода луча можно нарваться на странные эффекты из за паразитного резонатора.

А какие расходимости у исходного пучка и каков апертурный угол волокна?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
FiberDock специально завален по углу ( рисунок на странице 6 мануала) чтобы резонатора паразитного небыло. Но из за этого юстировка действительно становится эквилибристикой.

 

А какие расходимости у исходного пучка и каков апертурный угол волокна?

Да, специальный клин (без него-для просто PC) и, да, эквилибристика.

 

Исходный пучок (DLpro) коллимированный, пятно примерно 1*3 мм. Волокно NA=0.12 (MFD=5.5um)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Исходный пучок (DLpro) коллимированный, пятно примерно 1*3 мм. Волокно NA=0.12 (MFD=5.5um)

Так тут нет коррекции fast-slow axis, тогда может понадобится цилиндрическая оптика для коррекции. А коллиматор какой между лазером и волокном? Линза, асферика, грин?

Поляриметр в наличии есть чтобы проверит поляризацию как лазера, так и после волокна?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Так тут нет коррекции fast-slow axis, тогда может понадобится цилиндрическая оптика для коррекции. А коллиматор какой между лазером и волокном? Линза, асферика, грин?

Поляриметр в наличии есть чтобы проверит поляризацию как лазера, так и после волокна?

Опять же в первом посте я сказал, что в оптике я неуч. Обычный радист. Поэтому такие нюансы по мне тяжелы. Коллимация от лазерного диода делается оптикой внутри излучателя DLpro (сам излучатель размером в кирпич - типовой конструктив Toptica Photonics. Там, в излучателе, ещё есть внешний резонатор на пьезорешётке им Хэнша, пельтье для точности поддержания температуры 1mK, магнитный оптический изолятор внушительных размеров). В качестве поляриметра у меня плёнка из разбитого LCD смартфона :biggrin:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Итог для закрытия темы. Провёл много экспериментов с поляризацией, даже, в конце концов, встроил фазовые пластины в лазерные излучатели. Причём, тонкую подстройку, т.е. вращение реализовал в одном случае с помощью магнитной подвески, в другом - на шарикоподшипнике! Всё это никакой-то там Thorlabs, а наш советский друг-напильник :rolleyes: В результате уменьшил пульсации на порядок. Но и это для наших дел недопустимо много :crying:

Короче, отказываюсь от волоконных световодов - минусов больше. Возвращаюсь к фри спэйс.

P.S. Думал и об электронной компенсации. Но управлять поляризацией нечем, а просто вычитать из сигнала не получится, т.к. есть не только дрейф сигнала от изменения поляризации, но и шумовая составляющая, которая тянется по спектру довольно далеко - наши максимальные частоты модуляции петли ЧАП не выбирают эффект с достаточной точностью.

Всем спасибо

Изменено пользователем V&V

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация