moglabs PID Fast Servo Controller
Mga detalye
- Modelo: MOGLabs FSC
- Type: Servo Controller
- Intended Use: Laser frequency stabilisation and linewidth narrowing
- Primary Application: High-bandwidth low-latency servo control
Mga Instruksyon sa Paggamit sa Produkto
Pasiuna
The MOGLabs FSC is designed to provide high-bandwidth low-latency servo control for laser frequency stabilisation and linewidth narrowing.
Basic Feedback Control Theory
Feedback frequency stabilisation of lasers can be complex. It is recommended to review control theory textbooks and literature on laser frequency stabilisation for a better understanding.
Mga Koneksyon ug Pagkontrol
Mga Kontrol sa Front Panel
The front panel controls are used for immediate adjustments and monitoring. These controls are essential for real-time adjustments during operation.
Rear Panel Controls and Connections
The rear panel controls and connections provide interfaces for external devices and peripherals. Properly connecting these ensures smooth operation and compatibility with external systems.
Internal nga DIP Switch
The internal DIP switches offer additional configuration options. Understanding and correctly setting these switches are crucial for customizing the controller’s behavior.
FAQ
usa ka santec nga kompanya
Paspas nga servo controller
Bersyon 1.0.9, Pin 2 nga hardware
Limitasyon sa Tulubagon
Ang MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) wala mag-angkon sa bisan unsang tulubagon nga mitumaw gikan sa paggamit sa impormasyon nga anaa sulod niini nga manwal. Kini nga dokumento mahimong maglangkob o maghisgot sa kasayuran ug mga produkto nga giprotektahan sa mga copyright o mga patente ug wala maghatag bisan unsang lisensya sa ilawom sa mga katungod sa patente sa MOGLabs, o ang mga katungod sa uban. Ang MOGLabs dili manubag sa bisan unsang depekto sa hardware o software o pagkawala o kakulang sa datos sa bisan unsang klase, o alang sa bisan unsang direkta, dili direkta, sulagma, o sangputanan nga mga kadaot nga adunay kalabotan sa o mitumaw gikan sa paghimo o paggamit sa bisan unsang mga produkto niini. . Ang nauna nga limitasyon sa liability parehas nga magamit sa bisan unsang serbisyo nga gihatag sa MOGLabs.
Copyright
Copyright © MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) 2017 2025. Walay bahin niini nga publikasyon ang mahimong kopyahon, tipigan sa sistema sa pagkuha, o ipasa, sa bisan unsa nga porma o sa bisan unsang paagi, elektroniko, mekanikal, photocopying o uban pa, nga wala ang nahauna nga sinulat pagtugot sa MOGLabs.
Kontaka
Para sa dugang nga impormasyon, palihog kontaka:
MOG Laboratories P/L 49 University St Carlton VIC 3053 AUSTRALIA +61 3 9939 0677 info@moglabs.com www.moglabs.com
Santec LIS Corporation 5823 Ohkusa-Nenjozaka, Komaki Aichi 485-0802 JAPAN +81 568 79 3535 www.santec.com
Pasiuna
Ang MOGLabs FSC naghatag sa mga kritikal nga elemento sa usa ka high-bandwidth low-latency servo controller, panguna nga gituyo alang sa laser frequency stabilization ug linewidth narrowing. Ang FSC mahimo usab nga gamiton alang sa amppagkontrol sa litude, alang sa example sa paghimo og usa ka "noise-eater" nga nagpalig-on sa optical nga gahum sa usa ka laser, apan niini nga manwal atong gihunahuna ang mas komon nga paggamit sa frequency stabilization.
1.1 Basic feedback control theory
Ang pag-stabilize sa frequency sa feedback sa mga laser mahimong komplikado. Among giawhag ang mga magbabasa sa pag-usabview control theory textbooks [1, 2] ug literatura sa laser frequency stabilization [3].
Ang konsepto sa pagkontrol sa feedback gipakita sa eskematiko sa numero 1.1. Ang frequency sa laser gisukod gamit ang frequency discriminator nga nagmugna og error signal nga proporsyonal sa kalainan tali sa instantaneous laser frequency ug sa gitinguha o setpoint frequency. Ang kasagarang mga discriminator naglakip sa optical cavities ug Pound-Drever-Hall (PDH) [4] o Ha¨nsch-Couillaud [5] detection; offset locking [6]; o daghang mga kalainan sa atomic absorption spectroscopy [7].
0
+
Sayop nga signal
Servo
Pagkontrol sa signal
Laser
dV/df Frequency discriminator
Figure 1.1: Gipasimple nga block diagram sa usa ka feedback control loop.
1
2
Kapitulo 1. Pasiuna
1.1.1 Mga signal sa sayup
Ang yawe nga sagad nga bahin sa pagkontrol sa feedback mao nga ang signal sa sayup nga gigamit alang sa pagkontrol kinahanglan nga balihon ang timaan samtang ang frequency sa laser mobalhin sa ibabaw o ubos sa setpoint, sama sa numero 1.2. Gikan sa sayop nga signal, ang usa ka feedback servo o compensator makamugna og usa ka kontrol signal alang sa usa ka transducer sa laser, sa ingon nga ang laser frequency gimaneho ngadto sa gitinguha nga setpoint. Sa kritikal nga paagi, kini nga signal sa pagkontrol mag-usab sa timaan samtang ang signal sa sayup nagbag-o nga timaan, pagsiguro nga ang frequency sa laser kanunay nga giduso padulong sa setpoint, imbes nga layo niini.
Sayop
Sayop
f
0
Kadaghanon f
f. Kadaghanon f
ERROR OFFSET
Figure 1.2: Usa ka theoretical dispersive error signal, proporsyonal sa kalainan tali sa laser frequency ug setpoint frequency. Ang offset sa signal sa sayup nagbalhin sa lock point (tuo).
Timan-i ang kalainan tali sa usa ka signal sa sayup ug usa ka signal sa pagkontrol. Ang sayup nga signal usa ka sukod sa kalainan tali sa aktuwal ug gitinguha nga frequency sa laser, nga sa prinsipyo dali ra ug wala’y kasaba. Ang usa ka kontrol nga signal gihimo gikan sa sayup nga signal pinaagi sa usa ka feedback servo o compensator. Ang control signal nagpalihok sa usa ka actuator sama sa piezo-electric transducer, ang injection nga kasamtangan sa usa ka laser diode, o usa ka acousto-optic o electro-optic modulator, sa ingon nga ang laser frequency mobalik sa setpoint. Ang mga actuator adunay komplikado nga mga gimbuhaton sa pagtubag, nga adunay katapusan nga hugna nga mga lags, frequency depende nga nakuha, ug mga resonance. Ang usa ka compensator kinahanglan nga ma-optimize ang kontrol nga tubag aron makunhuran ang sayup sa labing gamay nga mahimo.
1.1 Basic feedback control theory
3
1.1.2 Kasubsob nga tubag sa usa ka feedback servo
Ang operasyon sa feedback servos kasagaran gihulagway sa termino sa Fourier frequency tubag; nga mao, ang pag-angkon sa feedback isip usa ka function sa frequency sa usa ka kasamok. Kay example, usa ka komon nga kasamok mao ang main frequency, = 50 Hz o 60 Hz. Kana nga kasamok mag-usab sa frequency sa laser sa pipila ka kantidad, sa gikusgon nga 50 o 60 Hz. Ang epekto sa kasamok sa laser mahimong gamay (eg = 0 ± 1 kHz diin ang 0 mao ang dili madisturbo nga frequency sa laser) o dako (= 0 ± 1 MHz). Bisan unsa pa ang gidak-on niini nga kasamok, ang Fourier frequency sa kasamok anaa sa 50 o 60 Hz. Aron masumpo kana nga kasamok, ang usa ka feedback servo kinahanglan adunay taas nga ganansya sa 50 ug 60 Hz aron makabayad.
Ang ganansya sa usa ka servo controller kasagaran adunay ubos nga frequency limit, kasagaran gihubit pinaagi sa gain-bandwidth limit sa opamps gigamit sa servo controller. Ang ganansya kinahanglan usab nga mahulog ubos sa unity gain (0 dB) sa mas taas nga frequency aron malikayan ang pag-aghat sa mga oscillations sa control output, sama sa pamilyar nga high-pitched squeal sa mga audio system (kasagaran gitawag nga "audio feedback"). Kini nga mga oscillation mahitabo alang sa mga frequency nga labaw sa reciprocal sa minimum nga paglangan sa propagation sa hiniusa nga laser, frequency discriminator, servo ug actuator system. Kasagaran kini nga limitasyon gidominar sa oras sa pagtubag sa actuator. Para sa mga piezos nga gigamit sa external cavity diode lasers, ang limitasyon kasagaran pipila ka kHz, ug alang sa kasamtangan nga modulasyon nga tubag sa laser diode, ang limit kay sa 100 ngadto sa 300kHz.
Ang Figure 1.3 usa ka konsepto nga laraw sa ganansya batok sa frequency sa Fourier alang sa FSC. Aron mamenosan ang sayup sa frequency sa laser, ang lugar sa ilawom sa plot nga nakuha kinahanglan nga mapadako. Ang PID (proportional integral ug differential) servo controllers usa ka komon nga pamaagi, diin ang control signal mao ang sumada sa tulo ka component nga nakuha gikan sa usa ka input error signal. Ang proporsyonal nga feedback (P) misulay sa pag-compensate dayon sa mga kasamok, samtang ang integrator feedback (I) naghatag og taas nga ganansya alang sa mga offset ug hinay nga mga drift, ug ang differential feedback (D) nagdugang og dugang nga ganansya alang sa kalit nga mga pagbag-o.
4
Kapitulo 1. Pasiuna
Kuha (dB)
Taas nga freq. cutoff Dobleng integrator
60
PASAS INT PASAS NGA GAIN
FAST DIFF DIFF GAIN (limitasyon)
40
20
Integrator
0
PASAS LF GAIN (limitasyon)
Integrator
Proporsyonal
Differentiator
Pagsala
HINAY INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourier frequency [Hz]
Figure 1.3: Conceptual Bode plot nga nagpakita sa aksyon sa paspas (pula) ug hinay (asul) nga mga controller. Ang hinay nga controller usa ka single o double integrator nga adunay adjustable corner frequency. Ang paspas nga controller mao ang PID nga adunay adjustable nga mga frequency sa eskina ug makakuha og mga limitasyon sa ubos ug taas nga frequency. Opsyonal ang differentiator mahimong ma-disable ug mapulihan og low-pass filter.
Mga koneksyon ug kontrol
2.1 Mga kontrol sa atubangan nga panel
Ang atubangan nga panel sa FSC adunay daghang mga kapilian sa pag-configure nga nagtugot sa pamatasan sa servo nga ma-tune ug ma-optimize.
Palihug timan-i nga ang mga switch ug mga kapilian mahimong magkalainlain tali sa mga pagbag-o sa hardware, palihug konsultaha ang manwal alang sa imong piho nga aparato ingon nga gipakita sa serial number.
Dali nga Servo Controller
AC DC
INPUT
PD 0
REF
CHB
+
PASAS NGA SIGN
+
HINAY NGA SIGN
INT
75 100 250
50k 100k 200k
10M 5M 2.5M
50
500
20k
500k OFF
1M
25
750 10k
1M 200k
750k
OFF
1k OFF
2M 100k
500k
EXT
50k
250k
25k
100k
SPAN
RATE
HINAY INT
PASAS NGA INT
PASAS NGA DIFF/FILTER
12
6
18
0
24
BIAS
FREQ OFFSET
HINAY NGA GAIN
PASAS NGA GAIN
DIFF GAIN
30 20 10
0
40
50
NASUD
60
SCAN
MAX LOCK
HINAY
MAKAKUHA og LIMIT
SCAN SCAN+P
LOCK
PASAS
ERR OFFSET
STATUS
HINAY NGA ERR
RAMP
DALI NGA ERR
BIAS
CHB
PASAS
CHA
HINAY
MON1
HINAY NGA ERR
RAMP
DALI NGA ERR
BIAS
CHB
PASAS
CHA
HINAY
MON2
2.1.1 Configuration INPUT Selects error signal coupling mode; see figure 3.2. AC Fast error signal is AC-coupled, slow error is DC coupled. DC Both fast and slow error signals are DC-coupled. Signals are DC-coupled, and the front-panel ERROR OFFSET is applied for control of the lock point. CHB Selects input for channel B: photodetector, ground, or a variable 0 to 2.5 V reference set with the adjacent trimpot.
PASAS NGA SIGN Timailhan sa paspas nga feedback. SLOW SIGN Sign sa hinay nga feedback.
5
6
Mga koneksyon ug kontrol
2.1.2 Ramp kontrol
Ang internal nga ramp generator naghatag og usa ka sweep function alang sa pag-scan sa laser frequency kasagaran pinaagi sa piezo actuator, diode injection kasamtangan, o sa duha. Usa ka gatilyo nga output nga gi-synchronize sa ramp gihatag sa likod nga panel (TRIG, 1M).
INT/EXT Internal o eksternal ramp alang sa frequency scanning.
RATE Trimpot aron ma-adjust ang internal nga sweep rate.
BIAS Kung ang DIP3 ma-enable, ang hinay nga output, nga gi-scale niini nga trimpot, idugang sa paspas nga output. Kini nga bias feed-forward kasagarang gikinahanglan sa pag-adjust sa piezo actuator sa usa ka ECDL aron mapugngan ang mode-hopping. Bisan pa, kini nga pagpaandar gihatag na sa pipila nga mga tigkontrol sa laser (sama sa MOGLabs DLC) ug kinahanglan ra gamiton kung wala gihatag sa ubang lugar.
Gi-adjust sa SPAN ang ramp gitas-on, ug sa ingon ang gilapdon sa frequency sweep.
FREQ OFFSET I-adjust ang DC offset sa hinay nga output, epektibong naghatag ug static nga pagbalhin sa laser frequency.
2.1.3 Loop variables
Ang loop variables nagtugot sa ganansya sa proporsyonal, integrator ug differentiator stagi-adjust. Alang sa integrator ug differentiator stages, ang ganansya gipresentar sa termino sa unit gain frequency, usahay gitawag nga corner frequency.
SLOW INT Corner frequency sa hinay nga servo integrator; mahimong ma-disable o i-adjust gikan sa 25 Hz ngadto sa 1 kHz.
SLOW GAIN Single-turn hinay nga servo gain; gikan sa -20 dB hangtod sa +20 dB.
FAST INT Corner frequency sa paspas nga servo integrator; off o adjustable gikan sa 10 kHz ngadto sa 2 MHz.
2.1 Mga kontrol sa atubangan nga panel
7
PASAS NGA GAIN Napulo ka turno nga paspas nga servo proporsyonal nga ganansya; gikan sa -10 dB hangtod sa +50 dB.
FAST DIFF/FILTER Gikontrol ang high-frequency nga tubag sa servo. Kung gibutang sa "OFF", ang tubag sa servo nagpabilin nga proporsyonal. Kung gipaliko sa sunud-sunod nga orasan, ang differentiator gipagana sa kaubang frequency sa eskina. Timan-i nga ang pagkunhod sa frequency sa eskina nagdugang sa aksyon sa differentiator. Sa diha nga gibutang sa usa ka underlined nga bili, ang differentiator disabled ug sa baylo ang usa ka low-pass filter gigamit sa servo output. Kini ang hinungdan sa tubag sa roll-off sa ibabaw sa gitakda nga frequency.
DIFF GAIN High-frequency gain limit sa paspas nga servo; Ang matag pag-uswag nagbag-o sa labing taas nga ganansya sa 6 dB. Walay epekto gawas kon ang differentiator gipagana; kana mao, gawas kung ang FAST DIFF gibutang sa usa ka kantidad nga wala gi-underline.
2.1.4 Mga kontrol sa lock
GAIN LIMIT Low-frequency gain limit sa paspas nga servo, sa dB. Ang MAX nagrepresentar sa maximum nga makuha nga ganansya.
ERROR OFFSET Ang DC offset magamit sa mga signal sa sayup kung ang INPUT mode gitakda sa . Mapuslanon alang sa tukma nga pag-tune sa locking point o pag-compensate sa drift sa signal sa sayup. Ang kasikbit nga trimpot kay para sa pag-adjust sa error offset sa slow servo relative sa fast servo, ug mahimong i-adjust aron masiguro ang paspas ug hinay nga servos drive padulong sa parehas nga eksaktong frequency.
SLOW Nag-apil sa hinay nga servo pinaagi sa pag-ilis sa SCAN ngadto sa LOCK. Kung gibutang sa NESTED, ang hinay nga kontrol voltagGipakaon ang e sa paspas nga signal sa sayup alang sa taas kaayo nga ganansya sa mubu nga mga frequency kung wala ang usa ka actuator nga konektado sa hinay nga output.
FAST Gikontrol ang paspas nga servo. Kung gibutang sa SCAN + P, ang proporsyonal nga feedback gipakaon sa paspas nga output samtang ang laser nag-scan, nga gitugotan ang feedback nga ma-calibrate. Ang pagbag-o sa LOCK mohunong sa pag-scan ug moapil sa hingpit nga kontrol sa PID.
8
Kapitulo 2. Mga koneksyon ug mga kontrol
STATUS Daghang kolor nga timailhan nga nagpakita sa kahimtang sa kandado.
Green Power on, lock disabled. Ang Orange Lock naglihok apan ang signal sa sayup wala sa range, nga nagpaila sa kandado
napakyas. Ang Blue Lock nakiglambigit ug ang signal sa sayup naa sa sulod sa mga limitasyon.
2.1.5 Pagmonitor sa signal
Duha ka rotary encoder ang mopili kon hain sa mga espesipikong signal ang gipaagi sa rear-panel nga MONITOR 1 ug MONITOR 2 nga mga output. Ang TRIG nga output kay TTL compatible output (1M) nga mobalhin gikan sa ubos ngadto sa taas sa sentro sa sweep. Ang lamesa sa ubos naghubit sa mga signal.
CHA CHB FAST ERR SLOW ERR RAMP BIAS KUSOG HINAY
Channel A input Channel B input Error signal nga gigamit sa paspas nga servo Error signal nga gigamit sa hinay nga servo Ramp ingon nga gigamit sa SLOW OUT Ramp ingon nga gipadapat sa FAST OUT kung ang DIP3 nakapahimo sa FAST OUT nga kontrol nga signal SLOW OUT nga kontrol nga signal
2.2 Mga kontrol ug koneksyon sa likod nga panel
9
2.2 Mga kontrol ug koneksyon sa likod nga panel
MONITOR 2 LOCK IN
MONITOR 1
SWEEP IN
GAIN IN
B SA
A IN
Serial:
TRIG
PAGPASASA HINAY
MOD SA
GAHUM B
GAHUM A
Ang tanan nga mga konektor mao ang SMA, gawas sa nahibal-an. Ang tanan nga mga input sobra sa voltage giprotektahan sa ± 15 V.
IEC gahum sa Ang yunit kinahanglan nga preset sa angay nga voltage para sa imong nasud. Palihug tan-awa ang appendix D para sa mga instruksyon sa pag-ilis sa power supply voltage kung kinahanglan.
A IN, B IN Error signal inputs alang sa channels A ug B, kasagaran photodetectors. Taas nga impedance, nominal range ± 2 5 V. Ang Channel B wala magamit gawas kung ang switch sa CHB sa front-panel gibutang sa PD.
POWER A, B Low-noise DC power para sa mga photodetector; ± 12 V, 125 mA, gihatag pinaagi sa M8 connector (TE Connectivity part number 2-2172067-2, Digikey A121939-ND, 3-way nga lalaki). Nahiuyon sa MOGLabs PDA ug Thorlabs photodetectors. Aron magamit sa mga standard nga M8 nga mga kable, alang sa exampang Digikey 277-4264-ND. Siguruha nga ang mga photodetector gipalong kung konektado sa mga suplay sa kuryente aron mapugngan ang ilang mga output nga rehas.
GAIN SA Voltage-kontrolado nga proporsyonal nga ganansya sa paspas nga servo, ± 1 V, katumbas sa bug-os nga han-ay sa front-panel knob. Ilisan ang front-panel nga FAST GAIN control kung ang DIP1 ma-enable.
SWEEP SA External ramp ang input nagtugot sa arbitraryong frequency scanning, 0 ngadto sa 2.5 V. Ang signal kinahanglang motabok sa 1.25 V, nga naghubit sa sentro sa sweep ug sa gibanabana nga lock point.
10
Kapitulo 2. Mga koneksyon ug mga kontrol
3 4
1 + 12 V
1
3-12 V
4 0V
Figure 2.1: M8 connector pinout para sa POWER A, B.
MOD IN High-bandwidth modulation input, gidugang direkta sa paspas nga output, ±1 V kung ang DIP4 anaa. Timan-i nga kung ang DIP4 naka-on, ang MOD IN kinahanglan nga konektado sa usa ka suplay, o husto nga tapuson.
SLOW OUT Hinay nga kontrol signal output, 0 V ngadto sa 2.5 V. Kasagaran konektado sa usa ka piezo driver o sa uban nga hinay actuator.
FAST OUT Fast control signal output, ±2 5 V. Kasagaran konektado sa diode injection current, acousto- o electro-optic modulator, o uban pang fast actuator.
MONITOR 1, 2 Pinili nga signal output para sa pagmonitor.
TRIG Ubos ngadto sa taas nga TTL output sa sweep center, 1M .
LOCK IN TTL scan/lock control; 3.5 mm stereo connector, wala/tuo (pin 2, 3) para sa hinay/paspas nga lock; ubos (yuta) aktibo (pagana lock). Ang front-panel scan/lock switch kinahanglang anaa sa SCAN para LOCK IN aron adunay epekto. Ang Digikey cable CP-2207-ND naghatag og 3.5 mm nga plug nga adunay mga tumoy sa wire; pula para sa hinay nga lock, nipis nga itom para sa paspas nga lock, ug baga nga itom para sa yuta.
321
1 Ground 2 Fast lock 3 Hinay nga lock
Figure 2.2: 3.5 mm stereo connector pinout para sa TTL scan/lock control.
2.3 Internal nga DIP switch
11
2.3 Internal nga DIP switch
Adunay ubay-ubay nga internal nga DIP switch nga naghatag dugang nga mga kapilian, ang tanan gitakda sa OFF pinaagi sa default.
WARNING Adunay potensyal sa pagkaladlad sa taas nga voltagsulod sa FSC, ilabina sa palibot sa suplay sa kuryente.
OFF
1 Dali nga ganansya
Front-panel knob
2 Hinay nga feedback Usa ka integrator
3 Pagpihig
Ramp hinayhinay lang
4 External MOD Gi-disable
5 Gipahamtang
Normal
6 Pagsilhig
Positibo
7 Paspas nga pagdugtong DC
8 Paspas nga offset
0
ON External signal Dobleng integrator Ramp sa pagpuasa ug paghinay Enabled Fixed sa midpoint Negatibo AC -1 V
DIP 1 Kon ON, ang paspas nga servo gain matino pinaagi sa potensyal nga magamit sa rear-panel GAIN IN connector imbes sa front-panel FAST GAIN knob.
DIP 2 Ang hinay nga servo usa ka single (OFF) o doble (ON) integrator. Kinahanglan nga OFF kung gamiton ang "nested" nga hinay ug paspas nga servo operation mode.
DIP 3 Kung ON, pagmugna og bias current nga katimbang sa hinay nga servo output aron malikayan ang mode-hops. I-enable lang kung wala pa gihatag sa laser controller. Kinahanglan nga OFF kung ang FSC gigamit sa kombinasyon sa usa ka MOGLabs DLC.
DIP 4 Kung ON, makapahimo sa eksternal nga modulasyon pinaagi sa MOD IN connector sa likod nga panel. Ang modulasyon gidugang direkta sa FAST OUT. Kung mahimo apan wala gigamit, ang input sa MOD IN kinahanglan nga tapuson aron malikayan ang dili gusto nga pamatasan.
DIP 5 Kon ON, i-disable ang front-panel offset knob ug ayohon ang offset ngadto sa mid-point. Mapuslanon sa external sweep mode, aron malikayan ang aksidente
12
Kapitulo 2. Mga koneksyon ug mga kontrol
pagbag-o sa frequency sa laser pinaagi sa pag-bump sa offset knob.
DIP 6 Ibalik ang direksyon sa pagsilhig.
DIP 7 Kusog nga AC. Kinahanglan nga kasagaran ON, aron ang paspas nga signal sa sayup mao ang AC inubanan sa mga feedback servos, nga adunay kanunay nga oras nga 40 ms (25 Hz).
DIP 8 Kung ON, usa ka -1 V offset ang idugang sa paspas nga output. Ang DIP8 kinahanglan nga i-off kung ang FSC gigamit sa MOGLabs lasers.
Feedback control loops
Ang FSC adunay duha ka parallel feedback channels nga makamaneho sa duha ka actuator dungan: usa ka "hinay" actuator, kasagaran gigamit sa pag-usab sa laser frequency sa usa ka dako nga kantidad sa hinay timescales, ug ang ikaduha nga "paspas" actuator. Ang FSC naghatag ug tukma nga kontrol sa matag stage sa servo loop, ingon man usa ka sweep (ramp) generator ug sayon nga pagmonitor sa signal.
INPUT
INPUT
+
AC
ERR OFFSET
DC
A IN
A
0v
+
B
B SA
0v +
VREF
0v
CHB
PASAS NGA SIGN Paspas nga AC [7] DC block
HINAY NGA SIGN
MODULATION UG SWEEP
RATE
Ramp
INT / EXT
Bilid [6] SWIPE SA
SPAN
0v
+
OFFSET
MOD SA
0v
Mod [4]
0v
Naayo nga offset [5]
0v
TRIG
0v 0v
+
BIAS
0v 0v
Bias [3]
LOCK IN (FAST) LOCK IN (SLOW) FAST = LOCK SLOW = LOCK
LF silhig
PAGPASULOD +
PASAS NGA SERBISYO
GAIN IN FAST GAIN
Pangawas nga ganansya [1] P
+
I
+
0v
NASUD
PASAS = LOCK LOCK IN (FAST)
D
0v
HINAY NGA SERVO
Hinay nga sayop Gain SLOW GAIN
HINAY INT
#1
LF silhig
HINAY INT
+
#2
0v
Doble nga integrator [2]
HINAY-HINAY
Figure 3.1: Schematic sa MOGLabs FSC. Ang berde nga label nagtumong sa mga kontrol sa front-panel ug mga input sa back-panel, brown ang internal nga DIP switch, ug purple ang mga output sa back-panel.
13
14
Kapitulo 3. Feedback control loops
3.1 Input stage
Ang input stage sa FSC (numero 3.2) nagmugna sa usa ka sayop nga signal sama sa VERR = VA - VB - VOFFSET. Ang VA gikuha gikan sa "A IN" SMA connector, ug ang VB gibutang gamit ang CHB selector switch, nga nagpili tali sa "B IN" SMA connector, VB = 0 o VB = VREF nga gitakda sa kasikbit nga trimpot.
Ang controller naglihok sa pag-servo sa error signal ngadto sa zero, nga naghubit sa lock point. Ang ubang mga aplikasyon mahimong makabenepisyo gikan sa gagmay nga mga pag-adjust sa lebel sa DC aron ma-adjust kini nga lock point, nga mahimong makab-ot gamit ang 10-turn knob ERR OFFSET hangtod sa ±0 1 V nga pagbalhin, basta ang INPUT selector gibutang sa "offset" mode (). Ang mas dagkong mga offset mahimong makab-ot gamit ang REF trimpot.
INPUT
INPUT
+ AC
ERR OFFSET
DC
A IN
A
0v
+
B
B SA
PASAS NGA SIGN Paspas AC [7] FE FAST ERR
DC block
Paspas nga sayop
0v +
VREF
0v
CHB
HINAY NGA SIGN
Hinay nga sayop SE SLOW ERR
Figure 3.2: Schematic sa FSC input stage nagpakita sa koupling, offset ug polarity kontrol. Ang mga hexagons kay gimonitor nga mga signal nga magamit pinaagi sa front-panel monitor selector switch.
3.2 Hinay nga servo loop
Ang Figure 3.3 nagpakita sa hinay nga feedback configuration sa FSC. Usa ka variable nga ganansya stage kontrolado gamit ang front-panel nga SLOW GAIN knob. Ang aksyon sa controller usa ka single-o double-integrator
3.2 Hinay nga servo loop
15
depende kung gi-enable ba ang DIP2. Ang hinay nga integrator nga kanunay nga oras kontrolado gikan sa front-panel SLOW INT knob, nga gimarkahan sa mga termino sa kalambigit nga frequency sa eskina.
HINAY NGA SERVO
Hinay nga sayop Gain SLOW GAIN
Mga integrator
HINAY INT
#1
LF silhig
HINAY INT
+
#2
0v
Doble nga integrator [2]
HINAY-HINAY
LF HINAY
Figure 3.3: Schematic sa hinay nga feedback I/I2 servo. Ang mga hexagons kay gimonitor nga mga signal nga magamit pinaagi sa front-panel selector switch.
Uban sa usa ka integrator, ang ganansya nagdugang sa ubos nga frequency sa Fourier, nga adunay slope nga 20 dB kada dekada. Ang pagdugang sa usa ka ikaduha nga integrator nagdugang sa bakilid ngadto sa 40 dB matag dekada, nga nagpakunhod sa dugay nga offset tali sa aktwal ug setpoint nga mga frequency. Ang pag-usbaw sa ganansya nga layo kaayo moresulta sa oscillation samtang ang controller "nag-overreact" sa mga pagbag-o sa signal sa sayup. Tungod niini nga rason usahay mapuslanon ang pagpugong sa ganansya sa control loop sa ubos nga frequency, diin ang usa ka dako nga tubag mahimong hinungdan sa usa ka laser mode-hop.
Ang hinay nga servo naghatag og dako nga range aron mabayran ang dugay nga mga drift ug acoustic perturbations, ug ang paspas nga actuator adunay gamay nga range apan taas nga bandwidth aron mabayran ang paspas nga mga kasamok. Ang paggamit sa usa ka double-integrator nagsiguro nga ang hinay nga servo adunay dominanteng tubag sa ubos nga frequency.
Alang sa mga aplikasyon nga wala maglakip sa usa ka bulag nga hinay nga actuator, ang hinay nga kontrol nga signal (single o doble nga integrated error) mahimong idugang sa paspas pinaagi sa pagbutang sa SLOW switch sa "NESTED". Niini nga mode girekomendar nga ang double-integrator sa hinay nga channel ma-disable sa DIP2 aron mapugngan ang triple-integration.
16
Kapitulo 3. Feedback control loops
3.2.1 Pagsukod sa hinay nga tubag sa servo
Ang hinay nga servo loop gidisenyo alang sa hinay nga drift nga bayad. Aron maobserbahan ang hinay nga tubag sa loop:
1. I-set ang MONITOR 1 sa SLOW ERR ug ikonektar ang output sa usa ka oscilloscope.
2. Ibutang ang MONITOR 2 sa SLOW ug ikonektar ang output sa usa ka oscilloscope.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
4. I-adjust ang ERR OFFSET knob hangtud nga ang DC level nga gipakita sa SLOW ERR monitor duol sa zero.
5. I-adjust ang FREQ OFFSET knob hangtud nga ang DC level nga gipakita sa SLOW monitor duol na sa zero.
6. Ibutang ang volts kada division sa oscilloscope ngadto sa 10mV kada division para sa duha ka channel.
7. Iapil ang hinay nga servo loop pinaagi sa pag-set sa SLOW mode sa LOCK.
8. Hinay-hinay nga i-adjust ang ERR OFFSET knob sa ingon nga ang lebel sa DC nga gipakita sa SLOW ERR monitor mobalhin sa ibabaw ug ubos sa zero sa 10 mV.
9. Samtang ang integrated error signal nag-usab sa ilhanan, imong maobserbahan ang hinay nga pagbag-o sa output sa 250 mV.
Timan-i nga ang oras sa pagtubag alang sa hinay nga servo nga maanod sa limitasyon niini nagdepende sa daghang mga hinungdan lakip ang hinay nga ganansya, ang hinay nga oras sa integrator kanunay, usa o doble nga panagsama, ug ang gidak-on sa signal sa sayup.
3.2 Hinay nga servo loop
17
3.2.2 Hinay nga output voltage swing (para lang sa FSC serials A04… ug sa ubos)
Ang output sa hinay nga servo control loop gi-configure alang sa usa ka range nga 0 hangtod 2.5 V alang sa pagkaangay sa usa ka MOGLabs DLC. Ang DLC SWEEP piezo control input adunay voltage gain sa 48 aron ang maximum input sa 2.5 V moresulta sa 120 V sa piezo. Sa diha nga ang hinay nga servo loop nalambigit, ang hinay nga output mo-swing lang sa ± 25 mV kalabot sa bili niini sa wala pa ang engagement. Kini nga limitasyon gituyo, aron malikayan ang laser mode hops. Kung ang hinay nga output sa FSC gigamit sa usa ka MOGLabs DLC, usa ka 50 mV swing sa output sa hinay nga channel sa FSC katumbas sa usa ka 2.4 V swing sa piezo vol.tage nga katumbas sa usa ka pagbag-o sa frequency sa laser sa palibot sa 0.5 ngadto sa 1 GHz, ikatandi sa libre nga spectral range sa usa ka tipikal nga reference cavity.
Alang sa paggamit sa lain-laing mga laser controllers, ang usa ka mas dako nga pagbag-o sa naka-lock nga hinay nga output sa FSC mahimong mapalihok pinaagi sa usa ka yano nga pagbag-o sa resistor. Ang ganansya sa output sa hinay nga feedback loop gihubit sa R82/R87, ang ratio sa resistors R82 (500 ) ug R87 (100 k). Aron madugangan ang hinay nga output, dugangi ang R82/R87, labing dali nga mahimo pinaagi sa pagkunhod sa R87 pinaagi sa pag-piggyback sa laing resistor nga managsama (SMD package, gidak-on 0402). Kay example, pagdugang sa usa ka 30 k resistor sa parallel uban sa kasamtangan nga 100 k resistor mohatag sa usa ka epektibo nga pagsukol sa 23 k sa paghatag sa usa ka pagtaas sa hinay nga output tabyog gikan sa ± 25 mV ngadto sa ± 125 mV. Ang Figure 3.4 nagpakita sa layout sa FSC PCB sa palibot sa opamp U16.
R329
U16
C36
C362 R85 R331 C44 R87
C71
C35
R81 R82
Figure 3.4: Ang FSC PCB layout sa palibot sa katapusan nga hinay nga ganansya opamp U16, nga adunay mga resistor nga setting sa ganansya R82 ug R87 (gilibotan); gidak-on 0402.
18
Kapitulo 3. Feedback control loops
3.3 Paspas nga servo loop
Ang paspas nga feedback servo (numero 3.5) usa ka PID-loop nga naghatag tukma nga kontrol sa matag usa sa proporsyonal (P), integral (I) ug differential (D) nga mga sangkap sa feedback, ingon man ang kinatibuk-ang ganansya sa tibuuk nga sistema. Ang paspas nga output sa FSC mahimong mag-swing gikan sa -2.5 V hangtod sa 2.5 V nga, kung gi-configure sa usa ka MOGLabs external cavity diode laser, makahatag usa ka swing sa karon nga ± 2.5 mA.
PASAS NGA SERBISYO
GAIN IN
Pangawas nga ganansya [1]
PASAS NGA GAIN
Paspas nga sayop
Hinay nga pagkontrol
0v
+ NASUD
PASAS = LOCK LOCK IN (FAST)
PI
D
0v
+
Dali nga pagkontrol
Figure 3.5: Schematic sa paspas nga feedback servo PID controller.
Ang Figure 3.6 nagpakita sa usa ka konsepto nga laraw sa aksyon sa paspas ug hinay nga servo loops. Sa mubu nga mga frequency, ang paspas nga integrator (I) loop nagdominar. Aron mapugngan ang paspas nga servo loop nga mag-over-react sa ubos nga frequency (acoustic) external perturbations, usa ka low-frequency gain limit ang gipadapat nga kontrolado sa GAIN LIMIT knob.
Sa mid-range nga mga frequency (10 kHz1 MHz) ang proporsyonal (P) nga feedback nagdominar. Ang panaghiusa nga nakuha sa sulok nga frequency diin ang proporsyonal nga feedback milapas sa integrated nga tubag gikontrol sa FAST INT knob. Ang kinatibuk-ang ganansya sa P loop gitakda sa iyang FAST GAIN trimpot, o pinaagi sa external control signal pinaagi sa rear-panel GAIN IN connector.
3.3 Paspas nga servo loop
19
60
Kuha (dB)
Taas nga freq. cutoff Dobleng integrator
PASAS INT PASAS NGA GAIN
FAST DIFF DIFF GAIN (limitasyon)
40
20
Integrator
0
PASAS LF GAIN (limitasyon)
Integrator
Proporsyonal
Differentiator
Pagsala
HINAY INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourier frequency [Hz]
Figure 3.6: Conceptual Bode plot nga nagpakita sa aksyon sa paspas (pula) ug hinay (asul) nga mga controller. Ang hinay nga controller usa ka single o double integrator nga adunay adjustable corner frequency. Ang paspas nga controller usa ka PID compensator nga adunay adjustable nga mga frequency sa eskina ug makakuha og mga limitasyon sa ubos ug taas nga frequency. Opsyonal ang differentiator mahimong ma-disable ug mapulihan og low-pass filter.
Ang taas nga frequency (1 MHz) kasagarang nagkinahanglan sa differentiator loop nga modominar para sa mas maayo nga pag-lock. Ang differentiator naghatag ug phaselead nga bayad para sa finite response time sa sistema ug adunay ganansya nga motaas sa 20 dB kada dekada. Ang frequency sa eskina sa differential loop mahimong i-adjust pinaagi sa FAST DIFF/FILTER knob aron makontrol ang frequency diin ang differential feedback ang nagdominar. Kung ang FAST DIFF/FILTER gibutang sa OFF, nan ang differential loop ma-disable ug ang feedback magpabilin nga proporsyonal sa mas taas nga frequency. Aron malikayan ang oscillation ug limitahan ang impluwensya sa high-frequency noise kung ang differential feedback loop naapil, adunay adjustable gain limit, DIFF GAIN, nga nagpugong sa differentiator sa taas nga frequency.
Ang usa ka differentiator kasagaran dili gikinahanglan, ug ang compensator sa baylo makabenepisyo gikan sa ubos-pass pagsala sa paspas nga servo tubag sa dugang pa nga pagkunhod sa impluwensya sa kasaba. I-rotate ang FAST DIFF/FILTER
20
Kapitulo 3. Feedback control loops
knob anti-clockwise gikan sa OFF nga posisyon aron itakda ang roll-off frequency alang sa filtering mode.
Ang paspas nga servo adunay tulo ka mga paagi sa operasyon: SCAN, SCAN + P ug LOCK. Kung gitakda sa SCAN, ang feedback ma-disable ug ang bias ra ang magamit sa paspas nga output. Kung gitakda sa SCAN + P, ang proporsyonal nga feedback gipadapat, nga nagtugot sa pagtino sa paspas nga servo sign ug nakuha samtang ang frequency sa laser nagpadayon sa pag-scan, nga gipasimple ang pamaagi sa pag-lock ug pag-tune (tan-awa ang §4.2). Sa LOCK mode, ang pag-scan gipahunong ug ang bug-os nga PID nga feedback giapil.
3.3.1 Pagsukod sa paspas nga tubag sa servo
Ang mosunod nga duha ka mga seksyon naghulagway sa pagsukod sa proporsyonal ug differential feedback sa mga kausaban sa sayop nga signal. Gamit ug function generator para ma-simulate ang error signal, ug oscilloscope para sukdon ang tubag.
1. Ikonektar ang MONITOR 1, 2 sa usa ka oscilloscope, ug itakda ang mga tigpili sa FAST ERR ug FAST .
2. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
3. Ikonektar ang function generator sa CHA input.
4. I-configure ang function generator aron makagama og 100 Hz sine wave nga 20 mV peak to peak.
5. I-adjust ang ERR OFFSET knob sa ingon nga ang sinusoidal error signal, sama sa makita sa FAST ERR monitor, nasentro sa zero.
3.3.2 Pagsukod sa proporsyonal nga tubag · Bawasan ang gitas-on ngadto sa zero pinaagi sa pagpatuyok sa SPAN knob sa bug-os nga paatras sa tuo.
· I-set ang FAST sa SCAN+P aron maapil ang proporsyonal nga feedback loop.
3.3 Paspas nga servo loop
21
· Sa oscilloscope, ang FAST nga output sa FSC kinahanglan magpakita sa usa ka 100 Hz sine wave.
· I-adjust ang FAST GAIN knob aron mabag-o ang proporsyonal nga ganansya sa paspas nga servo hangtod ang output parehas amplitude isip input.
· Aron masukod ang proporsyonal nga tubag sa frequency sa feedback, i-adjust ang frequency sa function generator ug bantayan ang amplitude sa FAST output tubag. Kay example, dugangi ang frequency hangtod sa ampang litude gitunga, aron makit-an ang -3 dB gain frequency.
3.3.3 Pagsukod sa differential response
1. I-set ang FAST INT ngadto sa OFF aron i-off ang integrator loop.
2. Ibutang ang FAST GAIN sa panaghiusa gamit ang mga lakang nga gihulagway sa seksyon sa ibabaw.
3. Ibutang ang DIFF GAIN sa 0 dB.
4. Itakda ang FAST DIFF/FILTER ngadto sa 100 kHz.
5. Pagsilhig sa frequency sa function generator gikan sa 100 kHz ngadto sa 3 MHz ug monitor sa FAST output.
6. Sa imong pagsilhig sa error signal frequency, kinahanglan nimo nga makita ang panaghiusa sa tanan nga mga frequency.
7. Ibutang ang DIFF GAIN sa 24 dB.
8. Karon sa imong pagsilhig sa frequency signal sa sayup, kinahanglan nimong mamatikdan ang usa ka 20 dB kada dekada nga pagtaas sa bakilid human sa 100 kHz nga magsugod sa pagligid sa 1 MHz, nga nagpakita sa opamp mga limitasyon sa bandwidth.
Ang ganansya sa paspas nga output mahimong mausab pinaagi sa pagbag-o sa resistor values, apan ang sirkito mas komplikado kay sa hinay nga feedback (§3.2.2). Kontaka ang MOGLabs para sa dugang nga impormasyon kung gikinahanglan.
22
Kapitulo 3. Feedback control loops
3.4 Modulasyon ug pag-scan
Ang pag-scan sa laser kontrolado pinaagi sa internal sweep generator o external sweep signal. Ang internal sweep usa ka sawtooth nga adunay variable period nga gitakda sa internal nga four-position range switch (App. C), ug usa ka single-turn trimpot RATE sa front-panel.
Ang paspas ug hinay nga servo loops mahimong tagsa-tagsa nga moapil pinaagi sa TTL signal ngadto sa rear-panel related front-panel switch. Ang pagbutang sa bisan hain nga loop sa LOCK mohunong sa pagsilhig ug pagpaaktibo sa stabilization.
MODULATION UG SWEEP
INT / EXT
TRIG
RATE
Ramp
Bilid [6] SWIPE SA
SPAN
0v
+
OFFSET
0v
0v
Naayo nga offset [5]
Dali nga pagkontrol sa MOD IN
Mod [4]
0v
0v 0v
+
BIAS
0v 0v
Bias [3]
LOCK IN (FAST)
LOCK IN (HAY)
PASAS = LOCK SLOW = LOCK
RAMP RA
LF silhig
BIAS BS
PAGPASULOD +
HF PASAS
Figure 3.7: Sweep, external modulation, ug feedforward current bias.
Ang ramp mahimo usab nga idugang sa paspas nga output pinaagi sa pagpagana sa DIP3 ug pag-adjust sa BIAS trimpot, apan daghang mga laser controllers (sama sa MOGLabs DLC) ang makamugna sa gikinahanglan nga bias nga kasamtangan base sa hinay nga servo signal, diin kini dili kinahanglan nga makamugna usab niini sulod sa FSC.
4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
Usa ka tipikal nga aplikasyon sa FSC mao ang frequency-lock sa usa ka laser ngadto sa usa ka optical lungag gamit ang PDH teknik (fig. 4.1). Ang lungag naglihok isip usa ka frequency discriminator, ug ang FSC nagpadayon sa laser sa resonance sa lungag pinaagi sa pagkontrol sa laser piezo ug kasamtangan pinaagi sa SLOW ug FAST nga mga output niini, nga nagpakunhod sa laser linewidth. Adunay usa ka bulag nga nota sa aplikasyon (AN002) nga naghatag detalyado nga praktikal nga tambag sa pagpatuman sa usa ka aparato sa PDH.
Oscilloscope
TRIG
CH1
CH2
Laser
Kasamtangang mod Piezo SMA
EOM
PBS
PD
DLC controller
PZT MOD
AC
Cavity LPF
MONITOR 2 MONITOR 1 LOCK IN
SWEEP IN GAIN IN
B SA
A IN
Serial:
TRIG
PAGPASASA NGA SLOW OUT MOD IN
POWER B POWER A
Figure 4.1: Gipasimple nga eskematiko para sa PDH-cavity locking gamit ang FSC. Ang usa ka electro-optic modulator (EOM) nagmugna og mga sideband, nga nakig-uban sa lungag, nga nagmugna og mga pagpamalandong nga gisukod sa photodetector (PD). Ang pag-demodulate sa signal sa photodetector nagpatunghag signal nga sayup sa PDH.
Ang lainlain nga mga pamaagi mahimong magamit aron makamugna mga signal sa sayup, nga dili hisgutan dinhi. Ang nahabilin niini nga kapitulo naghulagway kung unsaon pagkab-ot ang usa ka kandado sa higayon nga ang usa ka sayup nga signal nahimo na.
23
24
Kapitulo 4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
4.1 Laser ug controller configuration
Ang FSC kay compatible sa lain-laing mga lasers ug controllers, basta sila husto nga gi-configure para sa gusto nga paagi sa operasyon. Kung nagmaneho sa usa ka ECDL (sama sa MOGLabs CEL o LDL laser), ang mga kinahanglanon alang sa laser ug controller mao ang mga musunud:
· Ang high-bandwidth modulation direkta ngadto sa laser headboard o intra-cavity phase modulator.
· Taas nga voltage piezo kontrol gikan sa usa ka eksternal nga kontrol signal.
· Feed-forward (“bias current”) nga henerasyon para sa mga laser nga nanginahanglan ug bias nga 1 mA sa ilang scan range. Ang FSC makahimo sa pagmugna og bias nga kasamtangan sa sulod apan ang range mahimong limitado sa headboard electronics o phase modulator saturation, mao nga gikinahanglan nga gamiton ang bias nga gihatag sa laser controller.
Ang MOGLabs laser controllers ug headboards dali nga ma-configure aron makab-ot ang gikinahanglan nga pamatasan, ingon sa gipasabut sa ubos.
4.1.1 Pag-configure sa headboard
Ang MOGLabs lasers naglakip sa internal headboard nga nag-interface sa mga component sa controller. Usa ka headboard nga naglakip sa paspas nga kasamtangan nga modulasyon pinaagi sa usa ka SMA connector gikinahanglan alang sa operasyon uban sa FSC. Ang headboard kinahanglang direktang konektado sa FSC FAST OUT.
Ang B1240 headboard kusganong girekomenda alang sa maximum modulation bandwidth, bisan kung ang B1040 ug B1047 mga madawat nga kapuli sa mga laser nga dili uyon sa B1240. Ang headboard adunay ubay-ubay nga jumper switch nga kinahanglang i-configure para sa DC coupled and buffered (BUF) input, kung mahimo.
4.2 Pagkab-ot sa usa ka inisyal nga kandado
25
4.1.2 DLC configuration
Bisan kung ang FSC mahimong ma-configure alang sa internal o eksternal nga pag-sweep, labi ka yano nga gamiton ang internal sweep mode ug itakda ang DLC ingon usa ka aparato nga ulipon sama sa mosunod:
1. Ikonektar ang SLOW OUT sa SWEEP / PZT MOD sa DLC.
2. I-enable ang DIP9 (External sweep) sa DLC. Siguroha nga ang DIP13 ug DIP14 wala.
3. I-disable ang DIP3 (Bias generation) sa FSC. Ang DLC awtomatik nga nagmugna sa kasamtangan nga feed-forward bias gikan sa sweep input, mao nga dili kinahanglan nga makamugna og bias sulod sa FSC.
4. I-set ang SPAN sa DLC sa maximum (bug-os nga clockwise).
5. Ibutang ang FREQUENCY sa DLC ngadto sa zero gamit ang LCD display aron ipakita ang Frequency.
6. Siguroha nga ang SWEEP sa FSC kay INT.
7. I-set ang FREQ OFFSET sa mid-range ug SPAN nga puno sa FSC ug obserbahan ang laser scan.
8. Kon ang scan naa sa sayop nga direksyon, baliha ang DIP4 sa FSC o DIP11 sa DLC.
Importante nga ang SPAN knob sa DLC dili ma-adjust sa higayon nga mabutang na sa ibabaw, kay makaapekto kini sa feedback loop ug mahimong makapugong sa FSC sa pag-lock. Ang mga kontrol sa FSC kinahanglan gamiton aron ma-adjust ang sweep.
4.2 Pagkab-ot sa usa ka inisyal nga kandado
Ang mga kontrol sa SPAN ug OFFSET sa FSC mahimong magamit sa pag-tune sa laser aron masilhig ang gitinguha nga lock point (eg cavity resonance) ug aron mag-zoom sa mas gamay nga scan sa palibot sa resonance. Ang mosunod
26
Kapitulo 4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
Ang mga lakang naghulagway sa proseso nga gikinahanglan aron makab-ot ang usa ka lig-on nga kandado. Ang mga bili nga nalista kay nagpaila, ug kinahanglang i-adjust para sa piho nga mga aplikasyon. Ang dugang nga tambag sa pag-optimize sa kandado gihatag sa §4.3.
4.2.1 Pag-lock sa paspas nga feedback
1. Ikonektar ang error signal sa A IN input sa back-panel.
2. Siguroha nga ang sayop nga signal anaa sa order 10 mVpp.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
4. I-set ang MONITOR 1 sa FAST ERR ug obserbahan sa oscilloscope. I-adjust ang ERR OFFSET knob hangtud nga ang DC level nga gipakita mao ang zero. Kung dili kinahanglan nga gamiton ang ERROR OFFSET knob aron ma-adjust ang DC level sa error signal, ang INPUT switch mahimong i-set sa DC ug ang ERROR OFFSET knob walay epekto, nga makapugong sa aksidenteng pag-adjust.
5. Bawasan ang FAST GAIN ngadto sa zero.
6. I-set ang FAST sa SCAN+P, i-set ang SLOW sa SCAN, ug pangitaa ang resonance gamit ang sweep controls.
7. Dugangi ang FAST GAIN hangtud nga ang error signal makita nga "pag-unay" sama sa gipakita sa numero 4.2. Kung dili kini maobserbahan, balit-a ang FAST SIGN switch ug sulayi pag-usab.
8. Ibutang ang FAST DIFF ngadto sa OFF ug GAIN LIMIT ngadto sa 40. Bawasan ang FAST INT ngadto sa 100 kHz.
9. I-set ang FAST mode sa LOCK ug ang controller mo-lock sa zero-crossing sa error signal. Mahimong gikinahanglan ang paghimo og gagmay nga mga pag-adjust sa FREQ OFFSET aron ma-lock ang laser.
10. I-optimize ang lock pinaagi sa pag-adjust sa FAST GAIN ug FAST INT samtang nag-obserbar sa error signal. Mahimong gikinahanglan nga i-relock ang servo pagkahuman sa pag-adjust sa integrator.
4.2 Pagkab-ot sa usa ka inisyal nga kandado
27
Figure 4.2: Ang pag-scan sa laser gamit ang P-only nga feedback sa paspas nga output samtang ang pag-scan sa hinay nga output maoy hinungdan sa error signal (orange) nga molugway kon ang sign ug gain husto (tuo). Sa usa ka aplikasyon sa PDH, ang transmission sa lungag (asul) mahimo usab nga gipalawig.
11. Ang ubang mga aplikasyon mahimong makabenepisyo pinaagi sa pagdugang sa FAST DIFF aron mapalambo ang tubag sa loop, apan kini kasagaran dili kinahanglan aron makab-ot ang usa ka inisyal nga kandado.
4.2.2 Pag-lock sa hinay nga feedback
Sa higayon nga makab-ot na ang lock gamit ang paspas nga proporsyonal ug integrator nga feedback, ang hinay nga feedback kinahanglan dayon nga moapil sa pag-asoy sa hinay nga mga drift ug pagkasensitibo sa ubos nga frequency acoustic perturbations.
1. Ibutang ang SLOW GAIN ngadto sa mid-range ug SLOW INT ngadto sa 100 Hz.
2. I-set ang FAST mode sa SCAN+P para ma-unlock ang laser, ug i-adjust ang SPAN ug OFFSET para makita nimo ang zero crossing.
3. Ibutang ang MONITOR 2 sa SLOW ERR ug obserbahan sa oscilloscope. I-adjust ang trimpot sa tupad sa ERR OFFSET aron madala ang hinay nga error signal ngadto sa zero. Ang pag-adjust niini nga trimpot makaapekto lamang sa lebel sa DC sa hinay nga signal sa sayup, dili sa paspas nga signal sa sayup.
4. I-relock ang laser pinaagi sa pag-set sa FAST mode sa LOCK ug paghimo sa bisan unsang gikinahanglan nga gagmay nga mga pag-adjust sa FREQ OFFSET aron ma-lock ang laser.
28
Kapitulo 4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
5. Ibutang ang SLOW mode sa LOCK ug obserbahan ang hinay nga signal sa sayup. Kung ang hinay nga servo nag-lock, ang lebel sa DC sa hinay nga sayup mahimong mausab. Kung mahitabo kini, timan-i ang bag-ong kantidad sa signal sa sayup, i-set ang SLOW balik sa SCAN ug gamita ang error offset trimpot aron mapaduol ang hinay nga na-unlock nga signal sa sayup sa naka-lock nga kantidad ug sulayi pag-relock ang hinay nga kandado.
6. Pag-uli sa miaging lakang sa hinay nga pag-lock sa laser, pag-obserbar sa pagbag-o sa DC sa hinay nga sayup, ug pag-adjust sa sayup nga offset trimpot hangtod ang pag-apil sa hinay nga kandado dili makahatag usa ka masukod nga pagbag-o sa hinay nga pagkandado kumpara sa paspas nga pagkandado nga kantidad sa signal sa sayup.
Ang error offset trimpot nag-adjust para sa gagmay (mV) nga mga kalainan sa paspas ug hinay nga error signal offsets. Ang pag-adjust sa trimpot nagsiguro nga ang paspas ug hinay nga error compensator circuits maka-lock sa laser sa parehas nga frequency.
7. Kung ang servo moabli dayon sa pag-apil sa hinay nga kandado, sulayi nga baliskad ang SLOW SIGN.
8. Kon ang hinay nga servo moabli gihapon dayon, pagpakunhod sa hinay nga ganansya ug sulayi pag-usab.
9. Sa higayon nga ang usa ka lig-on nga hinay nga lock makab-ot uban sa ERR OFFSET trimpot sa husto nga set, i-adjust ang SLOW GAIN ug SLOW INT para sa maayo nga lock stability.
4.3 Pag-optimize
Ang katuyoan sa servo mao ang pag-lock sa laser sa zero-crossing sa signal sa sayup, nga labing maayo nga parehas nga zero kung gi-lock. Busa ang kasaba sa signal sa sayup usa ka sukod sa kalidad sa lock. Ang pag-analisa sa spectrum sa signal sa sayup usa ka kusgan nga himan alang sa pagsabut ug pag-optimize sa feedback. Ang RF spectrum analyzers mahimong magamit apan medyo mahal ug adunay limitado nga dinamikong hanay. Maayo nga sound card (24-bit 192 kHz, eg Lynx L22)
4.3 Pag-optimize
29
naghatag ug pagtuki sa kasaba hangtod sa Fourier frequency nga 96 kHz nga adunay 140 dB dynamic range.
Sa tinuud ang spectrum analyzer gamiton sa usa ka independente nga frequency discriminator nga dili sensitibo sa mga pagbag-o sa gahum sa laser [11]. Ang maayong mga resulta mahimong makab-ot pinaagi sa pagmonitor sa in-loop error signal apan ang out-of-loop nga pagsukod mas maayo, sama sa pagsukod sa cavity transmission sa usa ka PDH nga aplikasyon. Para analisa ang error signal, ikonektar ang spectrum analyzer sa usa sa MONITOR outputs nga gitakda sa FAST ERR.
Ang pag-lock sa high-bandwidth kasagaran naglakip sa una nga pagkab-ot sa usa ka lig-on nga kandado gamit lamang ang paspas nga servo, ug dayon gamit ang hinay nga servo aron mapaayo ang dugay nga kalig-on sa lock. Ang hinay nga servo gikinahanglan aron mabayran ang thermal drift ug acoustic perturbations, nga moresulta sa mode-hop kung mabayran sa kasamtangan nga nag-inusara. Sa kasukwahi, ang yano nga mga pamaagi sa pag-lock sama sa saturated absorption spectroscopy kasagarang makab-ot pinaagi sa una nga pagkab-ot sa usa ka stable nga kandado sa hinay nga servo, ug dayon gamit ang paspas nga servo aron mabayran ang mas taas nga frequency nga pag-usab-usab lamang. Mahimong mapuslanon ang pagkonsulta sa laraw sa Bode (numero 4.3) kung gihubad ang spectrum sa signal sa sayup.
Kung gi-optimize ang FSC, girekomenda nga una nga ma-optimize ang paspas nga servo pinaagi sa pag-analisar sa signal sa sayup (o transmission pinaagi sa lungag), ug dayon ang hinay nga servo aron makunhuran ang pagkasensitibo sa mga eksternal nga kasamok. Sa partikular, ang SCAN+P mode naghatag ug usa ka kombenyente nga paagi aron makuha ang feedback sign ug maangkon ang gibanabanang husto.
Timan-i nga ang pagkab-ot sa labing lig-on nga frequency lock nagkinahanglan og mabinantayon nga pag-optimize sa daghang aspeto sa apparatus, dili lang sa mga parameter sa FSC. Kay example, nahabilin amplitude modulation (RAM) sa usa ka PDH apparatus moresulta sa drift sa sayop nga signal, nga ang servo dili makahimo sa compensate alang sa. Sa susama, ang dili maayo nga signal-to-noise ratio (SNR) magpakaon sa kasaba direkta sa laser.
Sa partikular, ang taas nga ganansya sa mga integrator nagpasabot nga ang kandado mahimong sensitibo sa ground loops sa signal-processing chain, ug
30
Kapitulo 4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
Ang pag-amping kinahanglan buhaton aron mawagtang o maminusan kini. Ang yuta sa FSC kinahanglan nga labing duol sa mahimo sa laser controller ug sa bisan unsang electronics nga nalambigit sa pagmugna sa sayup nga signal.
Usa ka pamaagi sa pag-optimize sa paspas nga servo mao ang pagbutang sa FAST DIFF sa OFF ug pag-adjust sa FAST GAIN, FAST INT ug GAIN LIMIT aron makunhuran ang lebel sa kasaba kutob sa mahimo. Dayon i-optimize ang FAST DIFF ug DIFF GAIN aron makunhuran ang high-frequency noise component sama sa nakita sa spectrum analyzer. Timan-i nga ang mga pagbag-o sa FAST GAIN ug FAST INT mahimong gikinahanglan aron ma-optimize ang lock sa higayon nga ang differentiator gipaila na.
Sa pipila nga mga aplikasyon, ang signal sa sayup limitado sa bandwidth ug adunay sulud nga wala’y kalabutan nga kasaba sa taas nga frequency. Sa ingon nga mga senaryo gitinguha nga limitahan ang aksyon sa servo sa taas nga mga frequency aron mapugngan ang pagdugtong niini nga kasaba balik sa control signal. Gihatag ang usa ka kapilian sa pagsala aron makunhuran ang paspas nga tubag sa servo labaw sa usa ka piho nga frequency. Kini nga opsyon kay mutually-exclusive sa differentiator, ug kinahanglang sulayan kung ang pagpagana sa differentiator makita nga modaghan.
60
Kuha (dB)
Taas nga freq. cutoff Dobleng integrator
PASAS INT PASAS NGA GAIN
FAST DIFF DIFF GAIN (limitasyon)
40
20
Integrator
0
PASAS LF GAIN (limitasyon)
Integrator
Proporsyonal
Differentiator
Pagsala
HINAY INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourier frequency [Hz]
Figure 4.3: Conceptual Bode plot nga nagpakita sa aksyon sa paspas (pula) ug hinay (asul) nga mga controller. Ang mga frequency sa eskina ug mga limitasyon sa pag-angkon gi-adjust gamit ang front-panel knobs ingon nga gimarkahan.
4.3 Pag-optimize
31
ang gisukod nga kasaba.
Ang hinay nga servo mahimo unya nga ma-optimize aron maminusan ang sobra nga reaksyon sa mga eksternal nga kasamok. Kung wala ang hinay nga servo loop ang taas nga limitasyon sa ganansya nagpasabut nga ang paspas nga servo motubag sa mga eksternal nga kasamok (eg acoustic coupling) ug ang sangputanan nga pagbag-o sa karon mahimo’g mag-aghat sa mga mode-hops sa laser. Busa mas maayo nga kini nga (ubos nga frequency) nga pag-usab-usab mabayran sa piezo.
Ang pag-adjust sa SLOW GAIN ug SLOW INT dili kinahanglan nga makapatunghag pag-uswag sa error signal spectrum, apan kung ma-optimize makapakunhod sa pagkasensitibo sa mga acoustic perturbations ug molugway sa tibuok kinabuhi sa lock.
Sa susama, ang pagpaaktibo sa double-integrator (DIP2) mahimong makapauswag sa kalig-on pinaagi sa pagsiguro nga ang kinatibuk-ang ganansya sa hinay nga sistema sa servo mas taas kay sa paspas nga servo niining ubos nga mga frequency. Bisan pa, kini mahimong hinungdan sa hinay nga servo nga mag-overreact sa mga low-frequency perturbations ug ang doble nga integrator girekomenda lamang kung ang dugay nga pag-anod sa kasamtangan makadaot sa kandado.
32
Kapitulo 4. Aplikasyon example: Pag-lock sa Pound-Drever Hall
A. Mga detalye
Parameter
Espesipikasyon
Timing Gain bandwidth (-3 dB) Delay sa pagpalapad External modulation bandwidth (-3 dB)
> 35 MHz < 40 ns
> 35 MHz
Input A IN, B SA SWEEP SA GAIN SA MOD SA LOCK IN
SMA, 1 M, ±2 5 V SMA, 1 M, 0 ngadto sa +2 5 V SMA, 1 M, ±2 5 V SMA, 1 M, ±2 5 V 3.5 mm female audio connector, TTL
Ang mga input sa analog sobra sa voltage giprotektahan hangtod sa ±10 V. Ang mga input sa TTL mokuha < 1 0 V nga ubos, > 2 0 V nga taas. LOCK IN input mao ang -0 5 V ngadto sa 7 V, aktibo ubos, drawing ±1 µA.
33
34
Apendise A. Mga Detalye
Parameter
Output SLOW OUT FAST OUT MONITOR 1, 2 TRIG POWER A, B
Espesipikasyon
SMA, 50 , 0 to +2 5 V, BW 20 kHz SMA, 50 , ±2 5 V, BW > 20 MHz SMA, 50 , BW > 20 MHz SMA, 1M , 0 to +5 V M8 female connector, ±12 V, 125 mA
All outputs are limited to ±5 V. 50 outputs 50 mA max (125 mW, +21 dBm).
Mekanikal ug gahum
IEC input
110 hangtod 130V sa 60Hz o 220 hangtod 260V sa 50Hz
Fuse
5x20mm anti-surge ceramic 230 V/0.25 A o 115 V/0.63 A
Mga sukat
W×H×D = 250 × 79 × 292 mm
Timbang
2 kg
Paggamit sa kuryente
< 10 W
Pag-troubleshoot
B.1 Laser frequency dili scan
Ang MOGLabs DLC nga adunay eksternal nga piezo control signal nanginahanglan nga ang eksternal nga signal kinahanglan nga motabok sa 1.25 V. Kung sigurado ka nga ang imong external control signal mitabok sa 1.25 V kumpirmahi ang mosunod:
· Ang gitas-on sa DLC hingpit nga sunud-sunod. · FREQUENCY sa DLC mao ang zero (gamit ang LCD display aron i-set
Frequency). · DIP9 (External sweep) sa DLC kay on. · DIP13 ug DIP14 sa DLC wala. · Ang lock toggle switch sa DLC gibutang sa SCAN. · SLOW OUT sa FSC konektado sa SWEEP / PZT MOD
input sa DLC. · SWEEP sa FSC kay INT. · Ang gitas-on sa FSC hingpit nga sunud-sunod sa orasan. · Ikonektar ang FSC MONITOR 1 sa usa ka oscilloscope, ibutang ang MONI-
TOR 1 knob ngadto sa RAMP ug i-adjust ang FREQ OFFSET hangtod ang ramp nakasentro mga 1.25 V.
Kung ang mga pagsusi sa ibabaw wala makasulbad sa imong problema, idiskonekta ang FSC gikan sa DLC ug siguroha nga ang laser scan kung kontrolado sa DLC. Kontaka ang MOGLabs alang sa tabang kung dili malampuson.
35
36
Apendise B. Troubleshooting
B.2 Kung gigamit ang input sa modulasyon, ang paspas nga output molutaw sa usa ka dako nga voltage
Kung gamiton ang MOD IN functionality sa FSC (DIP 4 enabled) ang paspas nga output kasagarang molutaw ngadto sa positive vol.tage rail, mga 4V. Siguruha nga ang MOD IN gipamubu kung wala gigamit.
B.3 Daghang positibo nga mga signal sa sayup
Sa pipila nga mga aplikasyon, ang signal sa sayup nga nahimo sa aplikasyon mahimo nga higpit nga positibo (o negatibo) ug dako. Niini nga kaso ang REF trimpot ug ERR OFFSET mahimong dili makahatag og igong DC shift aron maseguro nga ang gitinguha nga lockpoint motakdo sa 0 V. Niini nga kaso ang CH A ug CH B mahimong gamiton uban sa INPUT toggle set sa , CH B gibutang sa PD ug uban sa DC voltage gipadapat sa CH B aron makamugna ang offset nga gikinahanglan aron masentro ang lock point. Ingon usa ka example, kon ang sayop nga signal anaa sa taliwala sa 0 V ug 5 V ug ang lock point mao ang 2.5 V, unya ikonektar ang sayop nga signal sa CH A ug i-apply ang 2.5 V ngadto sa CH B. Uban sa tukma nga setting ang sayop signal unya sa taliwala sa -2 5 V ngadto sa +2 5 V.
B.4 Paspas nga mga riles sa output sa ±0.625 V
Alang sa kadaghanan sa MOGLabs ECDLs, usa ka voltage swing sa ± 0.625 V sa paspas nga output (katumbas sa ± 0.625 mA injected ngadto sa laser diode) mao ang labaw pa kay sa gikinahanglan alang sa locking sa usa ka optical lungag. Sa pipila ka mga aplikasyon ang usa ka mas dako nga range sa paspas nga output gikinahanglan. Kini nga limitasyon mahimong madugangan pinaagi sa usa ka yano nga pagbag-o sa resistor. Palihog kontaka ang MOGLabs alang sa dugang impormasyon kon gikinahanglan.
B.5 Ang feedback kinahanglang usbon ang sign
Kon ang paspas nga feedback polarity mausab, kini kasagaran tungod kay ang laser naanod ngadto sa usa ka multi-mode nga kahimtang (duha ka eksternal nga lungag mode oscillating dungan). I-adjust ang laser karon aron makakuha og singlemode nga operasyon, kay sa balihon ang feedback polarity.
B.6 Monitor output sayop nga signal
37
B.6 Monitor output sayop nga signal
Atol sa pagsulay sa pabrika, ang output sa matag usa sa MONITOR knobs gipamatud-an. Bisan pa, sa paglabay sa panahon ang gitakda nga mga screw nga nagkupot sa knob sa posisyon mahimong makarelaks ug ang knob mahimong madulas, hinungdan nga ang knob magpakita sa sayup nga signal. Aron masusi:
· Ikonektar ang output sa MONITOR sa usa ka oscilloscope.
· Ibalik ang SPAN knob sa hingpit nga sunud-sunod nga orasan.
· Ibalik ang MONITOR sa RAMP. Kinahanglan nimong bantayan karon ang arampsignal sa pag-order sa 1 volt; kung dili nimo buhaton, dili husto ang posisyon sa knob.
· Bisan kung imong naobserbahan arampsa signal, ang posisyon sa knob mahimo pa nga sayup, ibalik ang knob sa usa ka posisyon nga mas sunud-sunod.
· Kinahanglan nga duna kay gamay nga signal duol sa 0 V, ug tingali makakita ka ug gamay nga ramp sa oscilloscope sa han-ay sa napulo ka mV. I-adjust ang BIAS trimpot ug kinahanglan nimong makita ang amplitud niini nga ramp pagbag-o.
· Kung ang signal sa oscilloscope mausab samtang imong i-adjust ang BIAS trimpot ang imong MONITOR knob position husto; kon dili, nan ang MONITOR knob nga posisyon kinahanglang i-adjust.
Aron matul-id ang posisyon sa MONITOR knob, ang mga signal sa output kinahanglan una nga mailhan gamit ang susama nga pamaagi sa ibabaw, ug ang posisyon sa knob mahimo dayon nga i-rotate pinaagi sa pagtangtang sa duha ka set nga screw nga nagkupot sa knob sa lugar, nga adunay 1.5 mm allen key o ball driver.
B.7 Laser moagi sa hinay nga mode hops
Ang slow mode hops mahimong tungod sa optical feedback gikan sa optical elements tali sa laser ug sa lungag, alang sa example fiber couplers, o gikan sa optical cavity mismo. Ang mga simtomas naglakip sa frequency
38
Apendise B. Troubleshooting
paglukso sa free-running laser sa hinay nga timescales, sa han-ay sa 30 s diin ang laser frequency milukso sa 10 ngadto sa 100 MHz. Siguroha nga ang laser adunay igo nga optical isolation, pag-instalar og laing isolator kon gikinahanglan, ug babagan ang bisan unsang agianan sa beam nga wala magamit.
C. Layout sa PCB
C39
C59
R30
C76
C116
C166
C3
C2
P1
P2
C1
C9
C7
C6
C4
C5
P3
R1 C8 C10
R2
R338 D1
C378
R24
R337
R27
C15
R7
R28
R8
R66 R34
R340 C379
R33
R10
D4
R11 C60 R35
R342
R37
R343 D6
C380
R3 C16 R12
R4
C366 R58 R59 C31 R336
P4
R5 D8
C365 R347 R345
R49
R77 R40
R50 D3
C368 R344 R346
R75
C29 R15 R38 R47 R48
C62 R36 R46 C28
C11 C26
R339
R31 C23
C25
C54 C22 C24 R9
R74 C57
C33
C66 C40
U13
U3
U9
U10
U14
U4
U5
U6
U15
R80 R70 C27
C55 R42
C65 R32
R29 R65
R57 R78 R69
R71 R72
R79 R84
C67
R73
C68
C56
R76
R333
C42 C69
C367 R6
R334 C369
C13
R335
C43 C372 R14 R13
C373 C17
U1
R60 R17 R329
U16
R81 R82
C35
C362 R85 R331 C44 R87
C70
U25 C124
R180 C131
C140 R145
U42
R197 R184 C186 C185
MH2
C165 C194 C167 R186 R187 C183 C195 R200
C126 R325 R324
R168 C162 C184
C157 R148 R147
C163 C168
C158 R170
R95 C85 R166 R99 C84
C86
C75 R97 R96 C87
R83 C83
U26
U27 C92
R100 R101 R102 R106
R104 R105
C88 R98 R86
R341 C95 R107 C94
U38
C90 R109
R103 U28
C128 C89
C141
R140 R143
R108
U48
R146 C127
R185
U50 R326
U49
R332
R201
R191
R199 C202
R198 R190
C216
P8
U57
C221
C234
C222 R210 C217
C169 R192 R202
R195 C170
R171
U51
R203
R211
U58
C257
R213 C223 R212
R214 C203 C204 C205
C172 R194 C199
R327 C171 C160 R188 R172 R173
C93 R111 C96 C102 R144 R117
R110 R112
C98 C91
R115 R114
U31
C101
FB1
C148
FB2
C159
C109 C129
C149
C130
U29
C138
U32
C150
C112 R113
C100
C105 C99 C103 C152 C110
U33
C104 C111 C153
C133
R118 R124
R119 R122
R123
U34 R130 R120 R121
C161
C134
R169 U43
C132
C182 R157 C197
C189 R155 C201
C181 R156
C173
U56
C198 R193
C206
R189
C174
C196
U52
R196 R154 R151 R152 R153
R204 C187 C176 C179
U53
C180 C188 C190
C178
C200
C207
U54
C209
U55 C191
C192
C208 R205
U62 C210
R217 C177
C227 C241 C243 C242 R221
R223 C263
C232
C231
C225
U59
C226
C259
C237
C238
C240 C239
R206
U60
C261
R207 C260 R215
R218
R216
U61 C262
U66 R219
U68 R222
U67 R220
C258 C235 C236
C273
SW1
R225 R224
C266
C265
R228
U69
C269
R231 R229
U70
C270
U71
R234
C272
R226
U72
C71
C36
R16 R18
C14
C114
R131
C115
C58 R93
C46
C371
C370
R43 C45
R44
U11
R330 R92
R90 R89 R88 R91
R20
U7
R19
R39 C34
C72
R61
C73
C19
R45 C47
C41 C78
P5
R23
U8
R22
C375
C374 R41 R21
C37
C38
C30
C20
R52 C48 R51
C49
U2
C50
U17
U18
R55 R53 R62 R54
C63
R63 C52 R26
U12 R25
P6
C377 C376
R64 R56 C51
MH1
C53
C79
C74
C18
C113 R174 R175 R176 R177
C120
R128
R126 C106
R127 R125
U35 R132 U39
R141 C117 R129 R158
R142
C136 R134 R133 R138 R137
C135
C139 R161 R162 R163
C118
C119 R159
C121
U41 C137
R160 C147
C164
U40 C146
C193
R164 C123
C122
R139 R165
U44
C107
U45
C142
C144 R135 C145
R182
R178 R167
R181
RT1
C155 R149
C21 C12
U47
U46
U30 C108
U21 C77 U23 C82
U24 C64 U22 C81
U19 C61
R68 R67 U20 C32
P7
C97 R116
C80 R94
U36 C143
C151
R179
R150 C156
R183
R136 C154
C175
C252
C220
C228 C229 C230
U63
C248
C247
C211
C212 C213 C214
U64
C251
C250
C215
C219
R208 R209 C224
C218 C253
U65
C256
C255 C254
C249 C233
C246 C245
C274
C244
C264
C268 R230
C276
C271
C267
C275
R238 R237 R236 R235 R240 R239
R328
REF1 R257
C285 R246
C286 C284
R242
U73
R247
C281 R243
C280
U74
C287
R248
C289 R251 R252
R233 R227 R232
C282 R244 R245
U75
R269
C288 R250 R249
R253 R255
C290
R241
R254
U76
R272
C291
R256
U77
C294 C296
C283
C277
MH5
C292
C293
C279 C278
U37 C125
MH3
C295
C307 R265
Q1
C309
C303 R267 R268
C305
C301
MH6
R282
C312
R274 R283 R284
C322
C298
C300
R264 C297 R262
U78
R273 C311
C299
R263
C302
R261 R258 R259 R260
U79
C306
U80
C315
C313
R266
U81
R278 R275 R276
C304
R277
C316
R271 C308
R270
U82
C314
C318
U83
R280 R279 C321
C310
U84
R285 C317
C320
R281
C319
R290 R291
D11
D12
D13
D14
R287 R286
SW2
R297 R296
R289 R288
C334 C328 C364
R299 C330
R293 R292
C324
C331
R300
R298 C329
C333 C332
U85
C335
C323
C325
D15
R303
D16
C336
R301 R302 C342 C341
C337
U86
C343
C339
C346
R310 R307
R309
R308
MH8
C347 R305 R306
R315
R321
C345
P10
C344 C348
MH9
C349 R318 C350 R319 R317 R316
C352
P11
C351
C354
U87
MH10
C353
U88
C338
C340
R294
C363
MH4 P9
XF1
C358
R295
C326
C327
D17
R304
D18
U89
C355 C356
U91
U90
C361 R323
C357
C359
P12
C360
MH7
R313 R314 R320 R311 R312 R322
39
40
Apendise C. Layout sa PCB
D. 115/230 V pagkakabig
D.1 Piyus
Ang fuse usa ka ceramic antisurge, 0.25A (230V) o 0.63A (115V), 5x20mm, alang sa example Littlefuse 0215.250MXP o 0215.630MXP. Ang fuse holder kay pula nga cartridge sa ibabaw lang sa IEC power inlet ug main switch sa likod sa unit (Fig. D.1).
Figure D.1: Fuse catridge, nagpakita sa fuse placement para sa operasyon sa 230 V.
D.2 120/240 V pagkakabig
Ang controller mahimong powered gikan sa AC sa 50 ngadto sa 60 Hz, 110 ngadto sa 120 V (100 V sa Japan), o 220 ngadto sa 240 V. Aron makabig tali sa 115 V ug 230 V, ang fuse cartridge kinahanglan nga tangtangon, ug isulod pag-usab sa ingon nga ang husto nga vol.tage nagpakita pinaagi sa tabon nga bintana ug ang husto nga fuse (sama sa ibabaw) gibutang.
41
42
Apendise D. 115/230 V pagkakabig
Figure D.2: Aron mausab ang fuse o voltage, ablihi ang fuse cartridge cover gamit ang screwdriver nga gisulod sa gamay nga slot sa wala nga kilid sa cover, sa wala lang sa red voltage timailhan
Kung gikuha ang fuse catridge, isulod ang screwdriver sa recess sa wala sa cartridge; ayaw pagsulay sa pagkuha gamit ang screwdriver sa mga kilid sa fuseholder (tan-awa ang mga numero).
SAYOP!
SAKTO
Figure D.3: Aron makuha ang fuse cartridge, isulod ang screwdriver sa recess sa wala sa cartridge.
Kung gibag-o ang voltage, ang fuse ug usa ka bridging clip kinahanglang ibaylo gikan sa usa ka kilid ngadto sa pikas, aron ang bridging clip anaa kanunay sa ubos ug ang fuse kanunay sa ibabaw; tan-awa ang mga numero sa ubos.
D.2 120/240 V pagkakabig
43
Figure D.4: 230 V bridge (wala) ug fuse (tuo). Ibaylo ang tulay ug fuse kung mag-ilis sa voltage, aron ang fuse magpabilin nga labing taas kung isulod.
Figure D.5: 115 V bridge (wala) ug fuse (tuo).
44
Apendise D. 115/230 V pagkakabig
Bibliograpiya
[1] Alex Abramovici ug Jake Chapsky. Feedback Control Systems: Usa ka Fast-Track nga Giya alang sa mga Scientist ug Engineers. Springer Science & Business Media, 2012. 1
[2] Boris Lurie ug Paul Enright. Classical Feedback Control: Uban sa MATLAB® ug Simulink®. CRC Press, 2011. 1
[3] Richard W. Fox, Chris W. Oates, ug Leo W. Hollberg. Pagpalig-on sa mga laser sa diode ngadto sa mga high-finesse nga mga lungag. Mga pamaagi sa eksperimento sa pisikal nga siyensya, 40:1, 46. 2003
[4] RWP Drever, JL Hall, FV Kowalski, J. Hough, GM Ford, AJ Munley, ug H. Ward. Laser phase ug frequency stabilization gamit ang optical resonator. Appl. Phys. B, 31:97 105, 1983. 1
[5] TW Ha¨nsch ug B. Couillaud. Laser frequency stabilization pinaagi sa polarization spectroscopy sa usa ka reflecting reference cavity. Mga komunikasyon sa optika, 35(3):441, 444. 1980
[6] M. Zhu ug JL Hall. Pagpalig-on sa optical phase/frequency sa usa ka laser system: aplikasyon sa usa ka commercial dye laser nga adunay external stabilizer. J. Opt. Si Soc. Am. B, 10:802, 1993. 1
[7] GC Bjorklund. Frequency-modulation spectroscopy: usa ka bag-ong pamaagi sa pagsukod sa huyang nga pagsuyup ug pagkatibulaag. Opt. Lett., 5:15, 1980. 1
[8] Joshua S Torrance, Ben M Sparkes, Lincoln D Turner, ug Robert E Scholten. Sub-kilohertz laser linewidth narrowing gamit ang polarization spectroscopy. Optics express, 24(11):11396 11406, 2016. 1
45
[10] W. Demtr¨oder. Laser Spectroscopy, Batakang Konsepto ug Instrumentasyon. Springer, Berlin, 2e nga edisyon, 1996. 1
[11] LD Turner, KP Weber, CJ Hawthorn, ug RE Scholten. Frequency noise characterization sa pig-ot nga linya nga adunay mga diode laser. Opt. Komunikasyon., 201:391, 2002. 29
46
MOG Laboratories Pty Ltd 49 University St, Carlton VIC 3053, Australia Tel: +61 3 9939 0677 info@moglabs.com
© 2017 2025 Ang mga detalye ug mga deskripsyon sa produkto niini nga dokumento mahimong usbon nga walay pahibalo.
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
moglabs PID Fast Servo Controller [pdf] Manwal sa Instruksyon PID Fast Servo Controller, PID, Fast Servo Controller, Servo Controller |