Studienarbeit Wolf - Experimentelles

18/10/26 Durch Justage Einkoppelspiegel Optimierung Eingangssignal 7mW → 20mW

18/10/29 Da Schwierigkeiten bei Einkopplung/ Führung Lichtsignal Polieren der Faserendflächen (Bilder zeigen Einkoppelseite)

technische Daten Faser + Faseroptik:

APC=FC-APC 8°polish both ends

Polieren beider Faserendflächen

unpoliert 6μm 3μm 1μm finepolish

Justage/ Einkoppeln:

18/12/04

Ausheizen Turbopumpe

Tipps für Betrieb Turbopumpe: 

     Kontrolle d. Betriebstemp.
     Leistung <10W (normal 6-7W+-1W) 
     Drehfrequenz sollte bei 1kHz liegen -> wenn kleiner läuft Pumpe auf Savemodi

Test IGP-Controller 2008

Einschaltvorgang (Ventil offen):

Betrieb (Ventil offen):

Test IGP-new Controller Agilent

erster Einschaltvorgang @7kV (1e-11 Grenze Pfeiffer in wenigen Sekunden erreicht):

Betrieb 30. bis 31.10. @7kV:

unerklärlicher Anstieg des Drucks (@7kV/ Aceton 17:22 auf Flunsh Ventil/TStück):

Recherche z. Ursachenfindung:

Ausbacken IGP-Aufbau 18/11/02

Einschaltvorgang Ausbacken

* wichtig Ventil darf max. ΔT=5°C/h und Tmax=26°C/27°C

<hi #ff7f27> * durch Absturz Mg.Server alle Daten bzgl Druck weg</hi> Bemerkung 18/11/02 22:22:30 letzte Messung aufgenommen, da Server abgestürtzt

18/11/15 14:24 Beginn Betrieb IGP mit new Controller/1. Betrieb nach Ausbacken:

Vergleich beide Controller

Betrieb new C. gemessen mit Controller+Radlapcard (Verstärkung wurde bereits abgezogen) Betrieb C.2008
Plot 11/15-20 (Bem.: C.an blau/ 18/11/18 vermutl. Stromausfall rot/ C.aus schwarz) Plot 18/11/16-17 Zoom Plot 18/11/27-30 Plot 18/11/29-30

Schlussfolgerung: Die Anschaffung eines neuen Controllers mit höherer Auflösung wird empfohlen, um eine genauere Abschätzung bzgl. des Drucks im System zu gewährleisten; die Verwendung eines zusätzlichen Sensors ist zu vermeiden, da dieser als potentielle Wärmequelle die Temp.stabilsierung stören würde (siehe Bild Sensornr. 1760f6 blau)

18/11/5 Abbau System

Schlussfolgerung

Todo

2018/11/5

Reinigung Vakuumkammer Res2 am AEI

Besondere Anmerkung: Gold ist an Bohrungen d. Wärmeschilden abgeblättert Grund: Stress durch Schrauben/falsch gesetzte Bohrungen bzw. Gewinde→ Grund für Dreck in Kammer und IGP?

Todo

18/12/5-6 Reinigen Teflonbauteile

Bauteilliste RF-Signalübertragung und AOM

AOM Crystal Technology (M.-Nr. 3080-122/ S-Nr. 79957) 

   RF-Frequenztyp: 80MHz
   RF-Bandweite: 20MHz@ -10dB ReturnLoss
   Max-RF.Leistung IN: +30dBm (1W) (im Aufbau +28dBm@+13dBm Synthi)

Datenblatt: 3080-122_97-01280-01_rev_e.pdf

RF-Verstärker (ZHL-1-2W ) Datenblatt: zhl-1-2w_.pdf 

   2x Abschwächer (HAT6+ und HAT10+ ) --> Abschwächung um +16dBm 
   CoaxialKabelL2 --> Abschwächung um +0,7dBm

Synthesizer (Markoni 2023B) Ext.Ref. durch Rubidium-Uhr 10MHz Datenblatt: marconi_2023a_2024a_2025_service_manual.pdf

Messgerät Powermeter 

   Thorlabs Model: S122C S/N 15093038 
   700-1800nm/ Pmax. 40mW
   Messunsicherheit (Orientierung an 122B Germanium)= +-5%

18/11/16 Ringdown Aufbau: 

   Coaxial (...m)-> Abschw.-3 und -10 -> Verst.+29dBm -> Coaxial (...m)

Messergebnisse:

RF in dBm Synt RF in dBm out (+20dBm) out andere Stromversorgung Verst. (+20dBm)
0 -4,66 bis -4.69
1 -3,73
2 -2,75
3 -1,72
4 -758 m
5 +208 m
6 1,21
7 2,25
8 3,22
9 4,25 4,52
10 5,16 5,55-5,6
11 6,55
12 7,52
13 8,44

18/11/15 und 26

Aufbau/ Durchführung: 

   Coaxial (...m)-> Abschw.-6 und -10 -> Verst.+29dBm -> Coaxial (...m) -> Coaxial und Verbinder -> AOM 
   *2: 18/11/26 Coax./Abschw. 10 und 3/Verst/Coax. und (nach Justage am Amplifier deshalb mehr Power) 
   *2: P2= 5,83 bis 6,00mW / P1= 5,92 bis 6,04 mW (Messung vom **18/11/26**)
   *1 18/11/15 Coax./Abschw. 10 und 6/ Verst/Coax./Coax./ 
   messen von P4 am **18/11/29** wobei P1=5,2-5,3mW

Bezeichnung der Leistungen Px nach Vorbild: McCarron; A Guide to Acousto-Optic Modulators; 2007 S.4 10.1.1.629.9837.pdf

Messergebnisse:

P in dBm Synt P3 m=+1.0 in mW *1 P in dBm *2 (+20dBm) P3 m=+1.0 in mW *2 P4 m=+1.0 in mW *2
AUS 0,16 const 0 0
0 0,16 const -2,04 0,406 bis 0,397 0,03
1 0,19 bis 0,2 -1,02 0,494 bis 0,508 0,05
2 0,24 const -126-130m 0,619 bis 0,628 0,072
3 0,29-0,3 +886 bis +907 0,77 bis 0,76 0,108-0,11
4 0,361 bis 0,366 1,88 bis 1,91 0,95 bis 0,96 0,161
5 0,453-0,447 2,85 bis 2,93 1,16 bis 1,19 0,242,0,248
6 0,55 bis 0,56 3,85 bis 3,96 1,42 bis 1,44 0,368-0,357
7 0,68 const 4,87 bis 4,91 1,72 bis 1,76 0,522-0,528
8 0,83 bis 0,84 5,79 bis 5,53 2,07 bis 2,12 0,747-0,761
9 1,03 bis 1,01 6,8 bis 6,85 2,45 bis 2,51 1,065-1,043
10 1,23 bis 1,22 7,73 bis 7,77 2,86 bis 2,91 1,418-1,446
11 1,478 bis 1,470 8,64 bis 8,68 3,28 bis 3,34 1,81-1,86
12 1,75 bis 1,73 9,55 bis 9,62 3,68 bis 3,71 2,25-2,30
13 2,01 bis 2,05 10,27 bis 10,38 3,97 bis 4,07 2,59-2,65

18/12/06 Messen effizienteste RF für AOM Aufbau: 

   Coaxial (...m)-> Abschw.-6 und -10 -> Verst.+29dBm -> Coaxial (...m) -> Coaxial und Verbinder -> AOM 
   P1= 4,96mW
   P2(RFout)= 4,94mW
RF in MHz @13dBm P4 m=+1.1 in mW Bemerkung P3 m=+1.0
AUS 0,01
80MHz 2,49 3,27
75MHz 2,52 3,29
76MHz 2,58 3,35
77MHz 2,60 3,32
78MHz 2,56 3,30
70 2,45 3,16
85 2,19 3,05
90 1,81 kommt eine -1.0 dazu 2,68
95 1,45 2,30
65 2,22 2,84
100 1,78
110 0,43

18/12/11 Versuch Nachweis für zusätzl. Peaks im RF-Spektrum

Bauteile: 

   extern von Metallrack und AOM aufgebaut und genutzt
   Daten Spannungsversorgung RDBox: U1=17,9V/0,04A + U2=18V/0,01A
   Synthi: Marconi/ 9kHz-2,4GHz/ Modell 2024
   Verstärker: Model ZHL-1-2W/ BN401400920
   Mikrowellenschalter & RDB: Marke Eigenbau
   Messgerät: Rohde&Schwarz HMS1010/ 1.6GHz Spectrum Analyzer with TG

Aufbau: 

   siehe Variation Laborbuch
   getestet wurden die Spektren d. verschiedenen Bauteile und Bauteilkombinationen

Ergebnisse: 

   zusätzliche RF werden durch Eigenschwingung elektronischer Bauteile in Mikrowellenschalter und RDB verursacht
   Verstärkt und erst sichtbar werden diese nach Verstärkung 
   Wichtig zur Fkt. Verstärker: Man schalte Verstärker zunächst ohne inputsignal ein, stecke  BNC erst an Input ein, wenn Synthi und Verstärker eingeschalten 
   Relevant sind sicher auch die Reflexionen an den BNC Steckverbindungen, da durch herausziehen des Inputs an Verstärker und wieder hineinstecken Peaks verschwinden 
   Abschwächer sind nur einzusetzen für die Abschwächung von Amplituden größer des Abschwächfaktors!! Sonst sind zusätzliche Frequenzen zu erwarten

18/12/14 Messen von Schaltzeit RingDownBox (RDB) @ RF:11MHz/28dBm(11dBm an Synthi):

18/12/16 Charact RF-Spektrum nach Verst. mit zusätzl. Filter im System

P_(in) in dBm Synt. P_(out) in dBm; RDB an Pout in dBm; RDB aus
11 28 -23,6
12 28,9 -20,5
13 29,7/30,7 -17,5

* nach Auswertung mitbekommen Daten aus Ch4 ähnlich CH3???? --> Daten nicht nutzbar/ Fehler beim Speichern d. Daten

18/12/18 Messungen wurden mit einem RF @77MHz und +12dBm (28dBm) durchgeführt 

   Wechsel Kabel zw. RDB-MWS 5m auf 2m 
   Wechsel Kabel zw. MWS-Synthi 2m auf 1,5m 
   Verbleibend 5m zw. RDB-CH4 bzw CH3
   -> Schaltzeit um 20ns verkürzt (bezieht sich auf Courser Analyse an Oszi)

Prüfen welchen Einfluss Trigger-Schwellwert (2,4/1/3,5V/3,8V) hat 

  laut Bilder nur Einfluss auf Verzögerung PD Reaktion nachdem RDB geshalten und dem anfänglichen Rauschen 
  4,0V und 4,8V Schon gar nicht mehr messbar bzw Schaltung reagiert nicht

ToDo:

18/12/19

erste Messreihe: Messzeiten 5 Mal vermessen bei recht geringem Schwellwert (erste Auswertung anhand Prints)

* nach Auswertung mitbekommen Daten aus Ch4 ähnlich CH3???? --> Daten nicht nutzbar/ Fehler beim Speichern d. Daten zweite MR: Messung der Schaltzeit bei versch. Schwellwerten an RDB (erste Auswertung anhand Prints)

theor. Betrachtung Limitierung Schaltzeit durch folgende Bauteile

Vakuumkammer

Bauteile Vakuumkammer 

   opt.Zugang aus Quarzglassubstraten (SQ2) 38x6,35mm gekeilt 30´ [siehe E-Mail von Laseroptik]
       Beschichtung: beidseitig beschichtet AR914nm/0°, absorptionsarmes Oxid-Aufdampfmaterial, dabei ist oberste Schicht SiO2
       Verfahren: EBE (Electron Beam Evaporation)
       Artikelnr. L-03045 (03127A1) Laseroptik GmbH
       in Bohrung mit Indiumschicht gefasst und verdichtet 
       Laut Etienne: Nachteil mit dem wir jetzt leben müssen ist ,dass das Kreuzstück und Wellbalkschlauch ziemlich verschmutzt sind und wir es mit UBad hätten reinigen müssen

Zustand Auskoppelseite/ zu sehen kleiner Harrriss Zustand Einkoppelseite/ Ursache für Zustand unbekannt

Vakuumaufbau

Weshalb wird IGP noch nicht angebracht? 

  sie soll erst nachdem Finesse und Auflagepunkte bestimmt wurden, angebaut werden, um zu vermeiden dass die IGP zu häufig der Atmosphäre ausgesetzt wird 
  somit sollen damalige Probleme mit Verschmutzung vermieden werden 
  Idee: QCF Schelle für Flunsch mit Fenster verwenden? 
  

 Reihenfolge Verbindungen
     1. Turbopumpenstand: CF100 - CF100 - CF60
     2. Vakuumkammer:
   - 19/01/08 Reinigen der Fettrückstände vom UBad in Kammer auf Auskoppelseite
   - Verschluss der Auskoppelseite - M8 per Hand - 9.5Nm https://www.zemo-tools.de/index.php?sprache=de&rubrik=4&code=26 
   - beim Nachziehen am 9.1. Hilfe von Lukas, da gegen Anziehmoment festgehalten werden muss 
   - vordere Seite wird am opt. Tisch montiert 
     3. Vorbereitung Kreuzstück:
   - Verbinden von Kreuzstk. und neuem Blindflunsh (beim Reinigen Kreuzstück gemerkt, dass recht stark verschmutzt)
     4. Montage ab hier nur zu zweit mögl.: 
   - danach verbinden Kreuzstk. an Vakuumkammer 
   - Ventil an Kreuzstück (dabei Winkel zur Vakuumkammer beachten *siehe 10.1.) 
   - Pfeiffer-Sensor an Kreuzstk (hierbei erforderl. Sensor komplett auseinanderzubauen) 
     Bemerkung allg:
   - für diese CF Verbindungen wurden schrauben Unterlegscheibe und Mutter verwendet 
   - neue Schrauben an: Blindflunsh (neu) zu Kreuzstk./  allen Verbindungen mit Vakuumkammer 
   - 19/01/09   
   - Nachziehen der bereits durchgeführten Flunshverbindungen vom Vortag mit Anziehmomenten CF 100 - 20Nm/ CF 63 - 20Nm/ CF 40 - 10Nm [Quelle Leybold S.69 {{ :groups:mg:private:resonatoren:mg:projektarbeit_wolf:cp_080_fittings_en57beb2d4b36d0.pdf |}}]
   - Bilder der Schneidkante von Einkoppelseite 
   - An CF 63 (Turbopumpe) hat es sich noch mal richtig gelohnt! 
   - CF 40 konnte nicht nachgezogen werden, da zu wenig Platz; jedoch: da bei CF100 nihct mehr viel ging wird darauf verzichtet und davon ausgegangen dass CF20 erreicht wurde 
   - 19/01/30 Winkel an Wellbalkschlauch mit arritierbarem Stk. kennzeichnen (nachziehen bei Lecktest erforderlich)
   - Wellbalkschlauch und Winkel an Turm; hierbei Druck auf Turm beachten -> mit Wasserwaage ausrichten (15Nm)

Bemerkung! für zukünftige Schraubverbindungen an denen einfache Muttern verwendet werden, emfpiehlt sich die Verwendung von zusätzlichen Unterlegschreiben! oder gar ganz neuen Schrauben, alte Schrauben sind zu vermeiden/ im Falle der wiederkehrenden (De)Montage der Einkoppelseite sind noch mals neue Schraubverbindungen zu bestellen / Überlegung hierfür: Umstellen auf CF-QCF? da schnelleres Wechseln und wiederverwendbar

19/01/10 

 Weitere Arbeiten an V-System
   - nochmalige Montage Ventil zu Kreusstück, da nicht genügend Platz für Verbindung zur Sicherung d. Vakuumkammer auf opt. Tisch/ steilerer Winkel erforderlich (um zudem mit Sechskant zw Flunsch und Plastikhalterung arbeiten zu können-Achtung mm-Arbeit) 
   - Winkel wurde zunächst an Turbopumpenturm geschraubt 
   - zur Vorbereitung Montage Wellbalkschlauch, auf weißem Tuch ausgeklopft - Verschmutzungen werden sichtbar (normal da sich alles in Rillen festsetzt) 
   - Montage Wellbalkschlauch mit arrietierbarem Ende an Ventil (in diesem Falle mussten Schrauben verwendet werden die bereits an Übergangsflunsh verschraubt waren, daher kommen die unterschiedlichen Richtungen)
   - Prüfung des Biegeradius -> Klären ob Gefahr zum abheben
   - Turbopumpe wurde daraufhin auf Holzbrettern gestellt, welche mit Band verklept, für größere Reibung) 
   - Fixierung Winkel mit Wellbalkschlauch (wobei Flunsh von Winkel zu Wellbalkschlauchseitig arrietierbar) 
   - Final werden alle Verbindungen noch einmal mit Ratsche (10+20Nm) überprüft

19/01/28 Einbau Resonator

  1. Ausrichten d. Kammer in opt. Achse mithilfe Wasserwaage
  2. Vermessen Abstand von TeflonBlock zu Rand Vakuumkammer = 62mm (Messschieber)

Eigenschaften Resonator 

   SpiegelMaterial: antireflex (außen) hochreflektieren (innen Ta2O5) für 914nm Schichten auf Substraten Quarzglas(innenseitig); 
   SpiegelRadien: R2=50cm R1(Einkoppelseite)=plan Dicke je <6.5mm
   ULE-Kompensationsringe: AD: 25.4mm(-0.1), ID:7mm(±0.2); Dicke:6.3mm(±0.2), polish both slides flat 0.25wavesP-V@633nm, optical contacting 
   Abstandshalter/Spacer aus ULE 10cm im Mushroom Design (Till Rosenband NIST, Boulder/USA)

Turbopumpe:

Bemerkung: Protokollierung S.Ruehmann über Ausrichten d. Resonators auf Block und in V.Kammer sehr lückenhaft; ist die Unterbrechung auf unterer Seite des Teflonblocks eine Positionierhilfe? Nach Tel. mit Steffen R.; ebenfalls keine Kentniss über Anordnung Teflonstangen mit und ohne Teflon → Andre Pape?

Info zu ResbPi: Datenübertragung Druck an MgServer mit Ethernet Kabel(Unterscheiden sich in Schirmung gängig sind 7 oder 6)

19/02/06 erneute Messung Schaltzeit 

      Aufbau wie gehabt 
      Einstellg Oszi (Model Rigol DS1102E): 
      Trigger Ch2: 1,4/2,4//2,48V/ acquire mode: normal

Einkoppeln in Resonator

Relevant:

Tricks zum Einkoppeln 

    Check Position CCD-Cam (Marke Eigenbau André Pape mit Temp.schwankungen)+ Positionierung einer 50mm Linse vor CCD
    Abb. des Resonators durch diffuses Beleuchten auf Auskoppelseite -> sollte auf Papier Einkoppelseite Abb. von Ringen der Spiegel + ULE sehen
    Ausrichten einer Ringblende zu dieser Abb., um 2.dimensionale Ausrichtung d. Resonators (Spiegel) nach vorn zu holen (z bleibt unberührt)
    Einkoppeln mit Spiegeln 
    Arbeiten mit Laserstrahl: Einkoppeln zunächst Ringblende, danach Rückreflexe  Plan.spiegel beachtet)
    Hochziehen der Transmittierten Intensität mit Photodiode 
    Final: Variieren der RF von AOM bis Modenzahl in einer Richtung kleiner wird

Suche TEM00 mit:

Berechnung welche PD Spannungen sind zu erwarten?

Berechnet zu erwartende Spannungen:

Gain Trans.imp (50Ω) in V/A Power/nW Spannung/ mV Bandwidth kHz
70dB 2,38*10∧6 ±5% 200 142,8 4kHz
70dB 2,38*10∧6 ±5% 100 71,4 4kHz
60dB 0,75*10∧6 ±5% 100 22,5 25kHz
50dB 2,38*10∧5 ±2% 100 7,14 67kHz

19/12/12

IstStand im Labor Resonator 2:

ToDo Res. 2 in Zukunft: