Thorlabs PZT datasheet.
Reference: PC4QR

Manip 10/12/2021
Après recherche de la résonnance principale
    - MCS miroirs plan à 5.110250mm (en derive vers les negatifs)
    - pic transmission à 5V
    - couplage ~7%

Décalage du spot (très faible, à peine visible à la camera NF_refl)
    - grosse perte en transmission ==> alignement OK

Grossissement du spot
    * début taille_sigma à 0.220mm (calibration NF_Refl)
    * nouvelle position en éloignant la lentille 1 taille à 0.300mm ==> max transmission ~3V, 
        - Walk en vertical ==> pas d'amélioration et dégradation.
        - Divergent en entrée de cavité (test à la carte)
    * En rapprochant la lentille 1 passage pas le minimum de taille vers 0.190 mm
    * Depassement du minimum. Taille faisceau 0.317 mm (0.380 mm sur y) ==> max transmission ~2.5V,
        - Walk en vertical ==> pas d'amélioration et dégradation.
        - divergence pas apréciable
    * On se met au minimum de taille sur la caméra. Taille faisceau 0.178 mm (0.170mm sur y) ==> max transmission ~5.3V
        - Couplage 25% max (beaucoup de fluctuations).
        - Gros décalage vertical (~ 1 sigma) ne provoque pas une baisse du transmis.
        - Décalage horizontal sensible.
       

Après mangé Ronic a "lockée" la cavité. Le gain de la photodiode en transmission a été changé et la tension sur la résonnance principale est d'environ 600 - 800 mV

deux images ont été faites en entrée de cavité à environ 18 cm du splitter pour la camera de test afin d'être à peu près à une distance équivalente du miroir d'injection M1.

Matin :

moteurs :
M1, M2 (plans): 5.110500m
M3, M4 (sphériques): -2.900000m

- Optimization de la première L/2 (en sortie tangor), le flux est maximisé en sortie du combiner.
    * mesure sortie Tangor (Power meter de puissance) : 85 + 90 mW
    * mesure sortie Tangor (Power meter PH100-Si-HA-OD1 "226316" + OD2) : 4.11mW
    * mesure avant combiner, entre miroirs de replis Newfocus (Power meter + OD2) : 3.53mW
    * mesure après pick-off (injection cavité) (Power meter + OD2) : 2.93mW

- Optimization du couplage avec la polarisation :
    * modification de la polarisation injecté dans la cavité
    * optimisation du flux reçu sur la photodiode en réflection
    * mesure du couplage.
    ** Optimum trouvé à 15% de couplage (en scan 5Hz, 0-10V)
    Position des lambdas :
    - L/2 en injection : 333°
    - L/4 en injection : 48°
    - L/2 en réflection : 225°
    - L/4 en réflection : 54°

- Déplacement de la photodiode en transmission. 
    * Réglage de l'iris au niveau de la photodiode : Iris ouvert PV résonance 31 mV, Iris fermée 25 mV

- Lock de la cavité.
    * transmission : 2.65V (60dB)
    * reflection : 16.5% de couplage
    * mesure devant la caméra en transmission (Power meter PH100-Si-HA-OD1 "226316" + OD2) : 0.635 uW
    * image (P.J) sauvegardé bin

Après-midi :
    * Optimisation de l'alignement en injection pour avoir le plus de puissance en transmission
    * Optimisation (vérification) de la polarisation pour avoir le plus de couplage.
    * tension photoDiode en réflexion (50 Ohm) : max à 136 mV (couplage 20%)
    * tension Photodiode transmission PDA100A-EC(50 ohm) : max à 3.6 V (60 dB de gain)

- Passage à 50 W en sortie de TANGOR.
    * Vérificaton de l'alignement pour avoir le plus de puissance en transmission.
    * Vérification de la polarisation pour avoir le plus de couplage.
    * tension Photodiode transmission PDA100A-EC(50 ohm) : max à 4.9 V (40 dB de gain)
    * Changement de la polarisation sur la ligne de réflexion (uniquement la lambda/4) pour ne pas saturer la photodiode.
    * tension photoDiode en réflexion (50 Ohm) : max à 136 mV (couplage 12%)
    * Références caméras :
        > NF_refl : x0 = 11.9 mm; y0 = 8.65 mm; sigma_x = 0.185 mm; sigma_y = 0.167 mm.
        > FF_refl : x0 = 2.44 mm; y0 = 0.61 mm; sigma_x = 0.241 mm; sigma_y = 0.259 mm.
        > NF_inj : x0 = 8.57 mm; y0 = 5.40 mm; sigma_x = 0.123 mm; sigma_y = 0.127 mm.

- Plus de splitter 90/10 en sortie de TANGOR, 4.5 W en sortie TANGOR :
    * Compensation du walk-of introduit par ce splitter.
    * réalignement de la cavité après locking
    * Photodiode Transmission (60dB + densité OD30) : max 2V
    * Reflection (près changement de pile) : 18% de couplage (tension max 136 mV, 50 Ohm)

Matin: 
* Redémarrage Tangor 4W
    - couplage 15%
    - max photodiode Transmission (60dB, OD30) : 1.9V

* Montée en Puissance 20 W
    - début des effets thermiques : dérive thermique (la cavité chauffe et le piezo doit suivre, la tension baisse)
    - max photodiode Transmission (40dB, OD30) : 1.6 V
    - Reflection (~12%) ~140mV max: 
        * quand résonance => plus de signal sur la reflexion que hors lock.
        - Hypothèses: 
            saturation de la photodiode ==> avec une densité OD10 (même effet)
            effet de polarisation: essaie avec la densité OD10 (absorbante) dans le faisceau au niveau de la lambda/4 en reflection ==> la densité est brulée (ne tient pas la puissance)
            ==> essayer avec densité réflective.
        * impossible de locker sur le max de transmission

Optiques ajoutées :

- splitter 90/10 au début de la voie de réflexion, pour éjecter le flux et éviter que les lambdas ne chauffent.

- deuxième polariser pour avoir une meilleur extinction.

- splitter 10/90 après la première lentille sur la voie d'injection qui envoie 10% du flux sur la photodiode de réflexion.

Optiques changées :

- miroir HR à la place d'un splitter 97/3 à 0° que l'on utilisait à 45° dont le faisceau en transmission allait sur la photodiode de réflexion.

- splitter 70/30 à la place  d'un splitter 98/2 à 0° que l'on utilisait à 45° qui divisait champ proche/champ lointain.

Mise en place d'un dump pour le faisceau réfléchi par le splitter 90/10 du début de la voie de transmission.

Tangor : 4.2W
* Réalignement de l'injection suite aux modifications :
    - Changement de l'ordre des waveplate maintenant : lambda/4, puis lambda/2
    - suppression de l'iris au niveau de la transmission, perte d'au moins un facteur sur le signal en transmission
    - reprise des références sur les caméras en reflection. (NF:[10.2548, 6.1092], FF:[1.9881, 1.5929])

* Optimisation du couplage en pointé, puis en polarisation
    --> Maximum de reflection dans la photodiode (transmission maximale)
    - couplage mesuré en réflection : 32% +- 4%(PV) max (180 mV)
    - max intensité en transmission (0 dB, sans densité) : 1.1V

Tangor : 20W
    - Montée en puissance: grosse dérive thermique mais le signal en réflection est "correcte".
    - transmission (30dB, OD30) : pic max à 2.6 V
                    "puissance stable", 1.88V
    - couplage : 25%  (40mV/160mV)

On part en vacances ^^

- Prise des nouvelles ref caméras : NF{709;371} , FF{389;280} [Image 1 & 2]

- Placement d'une photodiode rapide en transmission pour voir le train d'impulsions du Tangor à travers la cavité.

- Lock du Tangor en quasi-continue, P_moy = 2W, 100 kHz.

- Baisse de la cadence à 10 kHz, duty cycle 50% (sur le soft), 25 % (sur l'oscillo), à comprendre, P_moy = 1W [Image 3,4,5]

- On observe que la forme du burst a un impact sur le PDH et par consequent sur le piezo [Image3 & 4]

- Possibilité d'ajuster cela en jouant sur le gain du PID, mais si on baisse en cadence, en duty cycle et qu'on monte en puissance cela suffira ?

Précédentes ref pour lesquelles la manip fonctionnait :

Caméras :

709 ; 371 NF

389 ; 280 FF

Moteurs :

5.091422 ; 5.091422 ; -2.9 ; -2.9

Problèmes dans la cavité :

- Pas de beating de mode alors que l'on est sur les références d'injection

- Faisceau carré en transmission

- Les softs étaient ouverts et la clé de la lockline tournée en position laser alors que j'avais tout fermé à la fin des manips et mis en standby...

Position Cam :

692;363 NF_inj
520;193 FF_inj

Position Moteurs :

5.085435
5.085435
-2.9
-2.9

Spectre de l'oscillateur ~6 nm largeur (correct, cf image)

Durée d'impulsion : 3.35 ps (cf image)

On peut également voir que la forme du mode TEM00 a changé (cf image sur la caméra de transmission), dû à un endommagement d'un/des miroirs de la cavité. On voit également que rien n'est visible sur la caméra de réflection.

AOM 100 Hz , t_burst = 5 µs, PP 50 kHz : P_burst = 0.15 W, P_burst_PhD = 0.47 mW

AOM 100 Hz , t_burst = 5 µs, PP 50 kHz : P_burst = 0.25 W, P_burst_PhD = 0.75 mW

AOM 100 Hz , t_burst = 5 µs, PP 50 kHz : P_burst = 0.8 W, P_burst_PhD = 2.09 mW

J'ai également mis les mesures de long-term, ainsi que les burst correspondants.

Mesures de puissance fibres lockline :

AVANT POLISSAGE

injection premier étage : 15 mW

sortie premier étage : 63 mW

Sortie AOM à 250 MHz : 2.5 mW

Sortie EOM : 1.3 mW

Sortie : 20 =>40 mW

APRES POLISSAGE

injection premier étage : 15 mW

sortie premier étage : 63 mW

Sortie AOM à 159 MHz : 2.9 mW            Sortie AOM à 250 MHz : 15 mW

Sortie EOM : 1.5 mW                              Sortie EOM : ?

Sortie : 47 mW                                        Sortie : 54 mW

Même après polissage de la fibre de sortie du premier étage, on observe que la puissance diminue d'un facteur 4 à travers l'AOM drivé à sa fréquence nominale.

Changement d'AOM pour passer sur l'AOM 200 MHz.

Le schéma suivant récapitule les mesures prises.

Il y a eu une chute de la puissance en sortie de la fibre bleue de la lockline.

1) à la vue des mesures, il semble que le deuxieme etage de la lockline soit bien fatigué

2) La fibre bleue s'est déteriorée d'un seul coup...

Par contre il n'y a plus les modulations observées précédement sur la photodiode grâce au changement d'AOM, à la fois à 159 MHz et 200 MHz.

Repolissage de la fibre bleue et de la fibre de sortie du deuxieme étage.

Fin des manips :

sortie deuxieme étage : 60 mW

sortie fibre bleue : entre 50 et 55 mW

Fréquence centrale : 879.48 MHz

FWHM mesurée à la main sans sweep : 120 / 130 KHz

=> Finesse = FSR/FWHM = ~7000

Apporter un analyseur de spectre pour régler le sweep du Marconi pour une mesure de finesse plus précise.

On a pu mesurer la FWHM à l'aide du sweep : 124kHz

On obtient une finesse de 7300 en ayant traité les données.

Nouvelle position des miroirs :

5.198865 ; 5.199305 ; -2.9 ; -2.9

Photodiode de transmission, gain de 60, 1MOhm osc : 2.5 V

Photodiode de transmission, gain de 50, 1MOhm osc : 800 mV

Positions moteurs :

5.198865 ; 5.198596 ; -2.9 ; -2.9

Calibration caméras :

NF_inj : 957;616

FF_inj : 328;2790

On a réussi à avoir un signal d'erreur très proche de la théorie, ainsi qu'un lock très propre. (Cf images)

En regardant laTF de la lockline, on a vu la modulation à +ou- 159 MHz autour du pic à 880 MHz de l'oscillateur GHz, mais cela n'explique pas l'offset sur le PDH.

Hypohèse à vérifier : le câble d'alimentation du PDH qui est défectueux.

En récupérant la transmission du miroir M3 sphérique sortant de la cavité, on a pu faire une mesure de polarisation de la cavité. (Cf courbes ci-dessous)

La moyenne pour chaque courbe donne :

S0 = 1.0058 ; S1 = 0.4643 ; S2 = 0.0488 ; S3 = 0.8913

DOP = 1.0062 ; DOLP = 0.4669 ; DOCP = 0.8913

Phase = 86.8705° ; Ellipticité = 0.6076 ; Êta = 2.9962

Température de la tête du polarimètre : 39.9815

Par reconstruction, on obtient l'ellipse donnée en bleu ci-dessous.