HOME SBOX THOMX MINICAV Utilities
THOMX orders THOMX installation THOMX commissioning THOMX control command
  Status of commissioning, report also here plots are reports., Page 6 of 10  Not logged in ELOG logo
Entry   Current Installed Setup, posted by Manar Amer at ThomX igloo about mechanics | lasers and optics | detectors and electronics 18-02-2022_ThomX_FPCavity_Finesse_Setup.jpg
Attached is the current setup in ThomX
Entry   Cavity beam Image , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics Capture.PNGCapture2.PNG
Updated beam image after change on the mode axis.

Taken after P4.
Entry   FP cavity mode axis change and Finesse measurement, posted by Ronic Chiche at ThomX igloo about lasers and optics 
this morning with Manar, we did a cavity mode axis change.

we checked the cavity mode centroid position on the beam profiler (placed behind P4) and changed it by roughly 1mm on the X-axis and by 500µm
on the Y-axis.
Entry   Cavity Lock and Finess measurment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 6x
This morning, me and Ronic managed to obtain the FSR and image of the finesse which is to be analyzed.

Adding:


Beam Image at P4 propagation, no lens is added.
Image of the Finesse on Oscilloscope


more information to
    Reply   Cavity Lock and Finess measurment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 


to measure the Finesse, instead of having 2x EOM for the PDH and for the modulation sweep, I simply used 2x generators coupled with DC-blocks
to a T connector (SMA) screwed directly on the EOM input.
       Reply   Cavity Lock and Finess measurment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics Finesse_Fit.png


After changing the way of injecting modulation for PDH and modulation for FSR scanning (we split the modulations to 2 different EOMs), the locking
is very stable and we can measure the Finesse.
          Reply   Cavity Lock and Finess measurment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics apercu_03.jpgBras_manipulateur.jpg
one thing which could reduce the Finesse is the L-shape metal piece if it is slightly inserted in the FP-cavity mode path.
understanding where this L-shape effectively is is not easy... some pictures are attached.




Manar
Entry   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics 2021_12_02_M2_Transmission.jpg2021_12_02_M3_transmission_90deg.PNG
Note the direction of injection is     M1 - M2 - M3 - M4

                                                      
P1 - S2 - S3 - P4
    Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics 
The alignment is on hold until next week 17th - 18th  Jan

an Alignment attempt will be done when the ring part close to the FP cavity is opened.




Manar
       Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics Interior_of_cavity_P1_S3_windowOpen.jpgInterior_of_cavity_P1_S3_windowOpen_irrisOnP1.jpgCavityAlignment_cavityOpen_S2_Output.jpgCavityAlignment_cavityOpen_S3_Output.jpeg
***** Continuation of the alignment ---- FP Cavity Open --- ****

The cavity was put under outer pressure and was opened for the alignment

The alignment was done using CW koheras infrared laser and  the inside mirrors irises
          Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics 
Yesterday, we did the alignment again using Iris and beam profilers to obtain a more precise result.
at the end of the alignment procedure, we successfully obtained the beating modes.

the geometrical alignment seems good (weak odd modes) but we could need to put a telescope on the Koheras line as the beam size seems quite different
             Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics ThomX_FP_setup_01-02-2022.pngtek0002.png
Installed and inputs: 


CW laser ; power = 101 mW
PDH ;

at output

Low pass filter 50 ohm  DC-1.9 MHz


at
input

freq = 8.4 MHz , Ampl = 1.2 V  , phase = 160 /
voltage =   ~ 6 V




EOM
                Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 
This afternoon, I did some alignment of the injection mirrors with a fast scan on the LaseLock to get a regular transmission photodiode signal.
the coupling increased to 10-15%

I got a first lock of the cavity only with the PZT.
                   Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 
This morning with Manar, we installed the AOM+RF amplifier and the associated fast feedback loop.
Now the locking with the Koheras is good with a coupling of 20%.
Tomorrow is dedicated to the measurement of the Finesse.... we will have to add the 2nd EOM.
                      Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics tek0003.pngtek0006.pngtek0007.png
Adding Oscilloscope images


delocked + locked intervals showing the 20% coupling
lock when the housing panels are closed + airflow on .
lock
when the housing panels are closed + air flow at lowest setting


an additional factor to the PZT voltage sensitivity
                         Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 
Ending alignment series !!




Manar
Amer wrote:



Adding Oscilloscope images
                         Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 
As it can be seen on the first plot, even with a good locking (good reduction of "high" frequencies noise: we had better locking than on the
picture) we still have very low frequency (~ 1Hz) fluctuations

these fluctuations prevent having a good measurement of the Finesse and they need to be understood.
                            Reply   FP cavity alignment , posted by Manar Amer at ThomX igloo about lasers and optics | detectors and electronics 
The fluctuation problem has been solved.
It was simply the new scheme to inject 2 RF frequencies in a single EOM.
It maybe produces some standing waves in the EOM RF input and creates some phase noise.
Entry   Documentation about mechanics on Atrium, posted by Ronic Chiche at ThomX igloo about mechanics 
https://atrium.in2p3.fr/0dded51a-1cb0-43e6-ae0d-626cd5db7078

a lot of schematics regarding the FP cavity are stored by the mechanic group on the Atrium repository.
Entry   Alignment procedure, posted by Ronic Chiche at Optical room about mechanics | lasers and optics 
we did again the complete alignment procedure starting with iris and optimizing injection motors Ma and Mb, then installing mirror S2, S3, P4 and P1,
optimizing thetaX and thetaY axis for each motor.

everything was fine until we installed P1. we tried to optimize thetaX and thetaY of P1 and we clearly observed a strange motion when doing that
    Reply   Alignment procedure, posted by Ronic Chiche at Optical room about mechanics | lasers and optics montage.jpg
Picture of the installed mirrors inside the FP cavity.

To install an Iris instead of a mirror :

One has to remove manually the orange nuts and replace the mirror mount with the Iris mount.
Entry   FP cavity alignment, posted by Ronic Chiche at ThomX igloo about lasers and optics 
as the iris used to locate the FP-cavity axis have been removed before moving the table inside the Igloo, we have to find again this FP-cavity axis.

this morning with Viktor, we started to make the alignment of the FP-cavity with a red laser using only the "input window" iris mount
built by Yann.
    Reply   FP cavity alignment, posted by Ronic Chiche at ThomX igloo about lasers and optics 
This afternoon, we continued the alignment of the red laser.
we did it using the 2 final injection mirrors.
we still see a clear transmission after M2, a weak transmission after M3, and almost nothing after M4 due to the power loss going through the dielectric
       Reply   FP cavity alignment, posted by Ronic Chiche at ThomX igloo about lasers and optics 
A continuation of the alignment process was done, there was change in it due to variation in temperature, 

it was done using the semiconducting laser, and we were able to obtain an output at M2.

2 references were placed before the alignment mirrors Ma and Mb , to fix the line when changing from semiconducting laser to CW "koheras"
Entry   Onefive ouput power and spectrum, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics 33MHz_output_power.PNG133_spectrum_full.PNG133_spectrum.PNG133_spectrum2.PNG
After turning on, one can see the 133.33MHz Onefive output power for ~40min with OD2 filter (~/20). So the real output power is ~57mW. A measurment over
several days (15?) should come in few weeks.

The spectrum here has been taken one day after turning on the Onefive (see Fig. 133_spectrum_full and 133_spectrum). One can see the central
    Reply   Onefive ouput power and spectrum, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics 
1)  Note: The OneFive laser used for experimenting is the one for the  SBox

but, for now only this laser arrived from the company so we are doing tests (measuring the spectrometer and power ) on it inside the ThomX cavity
clean room.
Entry   Beam size and finesse, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics 
FSR initiale : 33.34 MHz (S3 = -825000 et S4 = -825000)

Beam size initiale : wx=2.05mm et wy=2.15mm

Finesse initiale : 3400
    Reply   Beam size and finesse, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics 
Measurement behind P4 (planar mirror)




Loïc
Amoudry wrote:



FSR initiale : 33.34 MHz (S3 = -825000 et S4 = -825000)
Entry   Coating reflectivity, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics 6x
Coatings reflectivity curves and datas for HR Saphir, HR Suprasil and HR ULE.
Entry   Finesse measurement after the Edge installation, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics untitled.png
After the Edge installation inside the cavity, the Finesse has been measured several times by modulation technique with an average around 16000:
(the scan speed is 50kHz in 10 seconds.)

So, it hasn't changed since the last measurement in June, just before the Edge installation.
Entry   Finesse measurement after confinement, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics sweep_parameters.PNGtek00007.pngtek0009CH1.isftek0010CH1.isftek0011CH1.isf
After 3 months without human presence, finesse has been measured 3 times with average optimization: 
- 16150
- 16067
Entry   Pointing stability with CVBG, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics Pointing_stability_without_airflow_and_no_one_walking_around.pngPointing_stability_without_airflow_vs_amplifier_current.png
Yesterday, with Titouan, we made some measurements on pointing stability of the laser beam after amplifier and CVBG.
the amplifier beam go through a first telescope to be small enough and colimated before going to CVBG's, then go to CVBG's and then is sent
through the FP-cavity telescope to the FP-cavity itself.
Entry   Amplifier laser diodes issue, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics Problem_TEC.PNGparam_diode_1.csvparam_diode_2.csv
This is a long time issue for the ThomX amplifier : on the 4 pumping diodes available, the 1st diode has a higher temperature than the others around
40°C (see the picture).
the problem comes from the TEC which is not activated (see diodes parameter files in execel format). the related software windows are shaded.
Entry   Optical spectrum before and after CVBG, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics OSA_after_amplifier_CFBG_and_before_CVBG.PNGOSA_after_amplifier_CFBG_2_CVBG.PNG
Measurement of the optical spectrum with Avantes OSA before (1st picture) and after CVBG (2nd picture) with 2nd stage on the laser amplifier.
The 1st CVBG stretches the beam horizontally due to the default incident angle and the fact that different wavelength are reflected in the CVBG
with different depth.
Entry   Optical spectrum analyzer resolution, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics Capture.PNG
The Koheras @0.5mW is directly connected with fibers FC/APC -> FC/PC to the Avantes optical spectrum analyzer.

The FWHM wavelength, measured with the Avantes software, is 0.126nm
    Reply   Optical spectrum analyzer resolution, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics Capture2.PNG
Same measurement with Koheras @100mW and using fiber coupling lenses between Koheras and Avantes OSA.

The FWHM wavelength, measured with the Avantes software, is 0.116nm




Ronic
Entry   Beam pulse duration, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics interferences.avipulse_duration.png
We installed the 2 CVBG for compression after the amplifier.
We used an interferometric technique with a delay line and combining the two paths in a CCD to measure interferences... see interferences.avi video
file
    Reply   Beam pulse duration, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics pulse_width.png
Yesterday, Loic installed a telescope before CVBG's to reduce the spot size on CVBG's and reduced the incident angle 0.5-1° on them (on the
datasheet the specified incident angle is 2.8°).

We used an interferometric technique with a delay line and combining the two paths in a CCD to measure interferences.
       Reply   Beam pulse duration, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics interferences_pulse_duration.png
Yesterday, Loïc put the CVBG's back to their specified angles.

We used an interferometric technique with a delay line and combining the two paths in a CCD to measure interferences.

After supressing the global shape of the superposed pulses, one measures the amplitude of the remaining fringes (standard deviation) each 50µm
          Reply   Beam pulse duration, posted by Ronic Chiche at Optical room about lasers and optics Interferences_pulse_width.png
Last Thursday (20th of February), Loïc and Titouan realigned the stretcher CVBG to its nominal angle and they used an interferometric technique
with a delay line and combining the two paths in a CCD to measure interferences.

After supressing the global shape of the superposed pulses, one measures the amplitude of the remaining fringes (standard deviation) each 50µm
Entry   Powerup with 2.5ps pulses, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics report.PNGtek00004.png4A.PNG
A power up has been performed on ThomX until 65kW intracavity power. We didn't see any modes but stored power was really unstable since ~60kW (see
image tek00004.png).

Measurement report is shown in the table below. Gain seems to decrease against intracavity power.
Entry   ThomX Locked with CVBGs, posted by Loïc Amoudry at Optical room about lasers and optics tek00001.pngtek0002CH1.isftek0002CH2.isftek0002CH3.isftek0002CH4.isf
ThomX has been locked with a new telescope while using compression CVBGs.
Coupling is ~50-55% and lock is stable.

Power up to ~50kW should follow up soon (stop when HOM are observed). We'll not go over ~100kW to not risk any breakdown due to the
ELOG V3.1.4-395e101