HOME SBOX THOMX MINICAV Utilities
SBOX orders SBOX installation SBOX commissioning SBOX control command
  Status of commissioning, report also here plots are reports., Page 11 of 13  Not logged in ELOG logo
    Reply   Polarization issue & 50kW with 22W injection, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 50kW_with_22W_injection.png50_kW_power_at_3A_injection.png
Today, Ronic and I lock the cavity on the other polarization and achieved 50kW with 22W injection.

- After we optimize and lock the cavity in vertical polarization, we rotate the waveplate at the transmission to minimize the signal, then rotate
the waveplate at the injection laser to maximize the signal. We lock the cavity in this horizontal polarization and optimize CEP and alignment.
Entry   High power experiments (200kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 202kW_power_at_8A_injection.pngStrange_drops.jpg
These days, Ronic and I achieved 200kW inside the cavity and 70% coupling efficiency.

- By optimizing the telescope, the coupling reached 70% with iris fully open and maintained 60%-70% coupling at high power.

- The cavity mode went from 2.2mm,2.5mm (38kW) to finally 2.3mm,2.8mm (200kW) without changing a lot.
    Reply   High power experiments (200kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 
all the injection power in the chart have not been measured recently but during the Loic thesis period.
and these old measurements stopped at 5.5A of pump current.... so, the data at "8A" is a pure estimation.

about the last measurement :
    Reply   High power experiments (272kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics Screenshot_2024-03-27_7_270kW_7.5A.png210_kW_power_at_5A_injection.png272.3kW_at_7.5A.jpg
Today, Ronic and I achieved 272kW inside the cavity at 7.5A. The coupling maintained 60%-70%.




Amp current (A)
Injection power (W)
Circulating power (kW)
Gain


    Reply   Amplifier power and mirror transmission, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 3rd_amp_power.pngTransmission_measurement.png
Today, Ronic, Daniele, Aurélien and I measured the amplifier power and mirror transmission.




Current (A)
0 (2rd stage)
1
2
3
4
5
6
7
7.5
8


Power
(W)
1
1.8
11.8
23.5
35.5
47
57.5
66.9
70.7
74.9




For
Entry   100W CELIA laser amplifier "Power vs Pump current" curve, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics | detectors and electronics CELIA_100W_amplifier_Power_vs_Current.png
We measured again the 100W CELIA laser amplifier with a pump current until 8A.

as the first current pump of the amplifier has a Peltier issue, we don't exceeded 6A on this stage and we compensated with the 3 other stages.

7A average current is obtained with 6A / 7.3A / 7.3A / 7.4A
    Reply   High power experiments (500kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics record.pngpower_vs_time.pngcavitymode_vs_power.png
Last week, we achieved a stable intracavity average power of 500kW, limited by amplifier power. The experimental data are shown in Figure 1.

- We measured the transmitted laser with a power meter in the windows behind M2 and M4 respectively, and the results were consistent, so the
measurements were credible.
    Reply   High power experiments (520kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics power_vs_time.pngcavitymode_vs_power_1.pngrecord.pnginjection_power_vs_intra_power.png
Yesterday, Ronic, Xing, Qili and I achieved a more stable 520kW power at 7.5A (71W injection) by optimizing the alignment and locking parameters. (Figure
1)

- The cavity can be stable locked when airflow is on. At 7.5A, the pump temperature is about 28℃. The chiller temperature didn't
    Reply   High power experiments (550kW), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics record.pngpower_vs_time_550.jpg1A.JPG
- Today we moved the position of the D-shaped mirror at 6A. When motor1 (vertical) is 0.2mm away from the spot, the power in the cavity rises from 457kW
to 483kW. Gain=8407 is similar to that at low power (Gain=8511). So the D-shaped mirror lost some of the gain in the previous experiments. At 4A and 5A
we did not move the D-shaped mirror. (Figure 1)
    Reply   Larger beam size & Spectrum, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics cavitymode_vs_power_bigger.jpgspectrum.png
- We re-measured the gain before moving the mirror. Gain ~9000 was achieved at 3A, but as the power increased, the gain dropped and was difficult to
optimize. In fact, we found that each day the gain was a little higher than the previous day.




Amp current (A)
Injection power (W)
Circulating
    Reply   Different cavity modes & Pulse width, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics cavitymode_vs_power_f.pngdifferent_cavity_mode_data.xlsx
- Last week, we obtained three curves of the variation of different cavity modes with power (Fig. 1). By comparing the gain for similar cavity mode sizes,
we found that the gain always drops with increasing power.

- We measured the pulse width. The pulse width of the seed laser, after CVBG, amplified at 2A was measured by UPD (rise time < 70ps). Code
    Reply   Different cavity modes & Pulse width, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics t_cvbg.pngt_amp.png
Additional information:

The pulse duration has been performed in RF on a UPD-70-IR2-P photodiode from Alphalas GmbH by carefully deconvoluting the response function
of the photodiode measured directly with the sub-picosecond laser beam.
Entry   Finesse measurement (35k), posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 5_measurements_of_finesse.pngfit.png
These days, Ronic, Aurélien and I use OEwaves CW laser to measure the finesse of SBOX. We made 5 measurements at 100kHz / 4s sweeps.

The finesse is around 35k (see Figure 1), corresponding to an enhancement factor of 14k.

In our experiments, we only saw up to 9k gain with 70% coupling, corresponding to an enhancement factor of 12.8k.
Entry   Install 2-mirror cavity, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics 2_mirror_setup.pngmirrors.png
Today, Viktor and I started installing the two-mirror cavity.
- Firstly, we cleaned the environment and the dust counter showed good cleanliness
- After opening the cavity we tried to determine the source of the strange spot with a laser detection card and found that the beam was
    Reply   Install 2-mirror cavity, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics finesse_2mirror.pngScreenshot_2024-04-12_170357.pngScreenshot_2024-04-12_145025.png
Today Viktor and I completed the installation of the two-mirror cavity and managed to lock and measure the finesse.

- The finesse is 36k now (see figure 1). For the designed value of the mirror, the expected finesse is ~50k.

- The diameter of M2 transmission is 1.67 mm,1.65 mm (see figure 2).
    Reply   Finesse measurement of 2-mirror cavity, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics finesse_45k.png
- Today Daniele and I cleaned the spherical mirror by wiping it with alcohol, and the finesse increased to 47k in air.

- After vacuuming, the final finesse is about 45k. The enhancement factor is expected to be 23k.

- Then we tuned the cavity length, FSR = 216.666 MHz. Aurélien helped us to install the menhir laser of 216 MHz.
Entry   Fiber injection, spectrum and connection of 2nd stage amplifier, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics CVBG_inject_to_fiber.pngtelescope.png
Today, Daniele and I injected the laser into the fiber, installed the telescope, connected the second stage of the amplifier, and obtained resonances.
- The output power of the menhir laser @ 216MHz is 150mW, after CVBG is 28mW , 9.6mW injected into the fiber, and 1.6mW via AOM and EOM. This
is not far from the minimum 1mW seed power required by the amplifier.
Entry   2 mirror cavity high power experiments, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics record_20240425.pngScreenshot_2024-04-25_4_155354-155kw.pngScreenshot_2024-04-25_1_154630-155kw.png60kW_highordermode2.jpg
Today, Ronic and I recorded some intracavity power and cavity mode size as shown in Fig. 1.

Coupling was calculated using the locking curve of this overcoupled cavity. Pr/Pi = 1-Cgeo*Cimp, Cimp = 1-|1-2T1/RTL|^2

We can see that the effective gain, coupling, and mode size decrease with increasing power. And the beam is constantly moving.
    Reply   high-power experiments of 2-mirror cavity, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics record_20240506.pngrecord20240506.xlsxScreenshot_2024-05-06_11_145855-500kW.pngScreenshot_2024-05-06_1_112931-14kW.png
Today, Ronic, Daniele and I redo the high-power 2-mirror cavity experiments, and the results are shown in the table (Figure 1 and Excel 2 ).

- The intracavity power ~500kW can be obtained at 47W injection, but we then have no increase or even a decrease in intracavity power when
increasing the injection power, and the coupling is decreasing. It looks like the saturation power of the current device.
    Reply   high-power experiments of 2-mirror cavity, posted by Xinyi Lu at Optical room about lasers and optics telescope_optimization_for_700kW.pdf2_Mirrors_-_216MHz_-_700kW_cavity_setup.xmlcavity_2M_dynamic_thermal_effect.m
here is a Matlab code to try to optimize the telescope for a hot cavity,
taking into account the thermal lens in the coupling mirror.

from that code, one can deduce using the "Gaussian Beam" software (using the attached xml file) an optimized telescope with 100% geometrical
ELOG V3.1.4-395e101