moglabs PID高速サーボコントローラ取扱説明書

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.

接続とコントロール

フロントパネルコントロール

The front panel controls are used for immediate adjustments and monitoring. These controls are essential for real-time adjustments during operation.

背面パネルのコントロールと接続

The rear panel controls and connections provide interfaces for external devices and peripherals. Properly connecting these ensures smooth operation and compatibility with external systems.

内部DIPスイッチ

The internal DIP switches offer additional configuration options. Understanding and correctly setting these switches are crucial for customizing the controller’s behavior.

よくある質問

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サンテック社
高速サーボコントローラ
バージョン 1.0.9、Rev 2 ハードウェア

責任の制限
MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) は、このマニュアルに含まれる情報の使用から生じるいかなる責任も負いません。この文書には、著作権または特許で保護されている情報および製品が含まれている、または参照されている場合がありますが、MOGLabs の特許権または他者の権利に基づくライセンスを譲渡するものではありません。 MOGLabs は、ハードウェアまたはソフトウェアの欠陥、あらゆる種類のデータの損失または不備、または製品のパフォーマンスまたは使用に関連する、またはそれらから生じる直接的、間接的、付随的、結果的損害については責任を負いません。。前述の責任制限は、MOGLabs が提供するあらゆるサービスに等しく適用されるものとします。

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MOGラボラトリーズ P/L 49 University St Carlton VIC 3053 オーストラリア +61 3 9939 0677 info@moglabs.com www.moglabs.com

サンテック LIS 株式会社〒5823-485 愛知県小牧市大草念城坂0802 +81 568 79 3535 www.santec.com

導入

MOGLabs FSCは、主にレーザー周波数の安定化と線幅の狭小化を目的とした、高帯域幅・低遅延サーボコントローラの重要な要素を提供します。FSCは、 amp光度制御、例ampレーザーの光出力を安定させる「ノイズイーター」を作成することもできますが、このマニュアルでは、より一般的な周波数安定化のアプリケーションを想定しています。

1.1 基本的なフィードバック制御理論
レーザーのフィードバック周波数安定化は複雑になる場合があります。読者の皆様には、view 制御理論の教科書[1]およびレーザー周波数安定化に関する文献[2]。
フィードバック制御の概念は図1.1に模式的に示されています。レーザー周波数は周波数弁別器によって測定され、この弁別器は瞬時レーザー周波数と目標周波数または設定周波数との差に比例した誤差信号を生成します。一般的な弁別器としては、光共振器とパウンド・ドレバー・ホール（PDH）[4]またはハーンシュ・クイヨー[5]検出、オフセットロック[6]、あるいは様々な種類の原子吸光分光法[7]などが挙げられます。

エラー信号

サーボ

制御信号

レーザ

dV/df 周波数弁別器
図 1.1: フィードバック制御ループの簡略化されたブロック図。

第1章はじめに

1.1.1 エラー信号
フィードバック制御の重要な共通点は、図1.2に示すように、レーザー周波数が設定点を上回ったり下回ったりすると、制御に使用されるエラー信号の符号が反転することです。このエラー信号から、フィードバックサーボまたは補償器がレーザー内のトランスデューサーへの制御信号を生成し、レーザー周波数を所望の設定点に近づけます。重要なのは、この制御信号の符号がエラー信号の符号変化に応じて変化するため、レーザー周波数は常に設定点から離れるのではなく、設定点に近づくということです。

エラー

f
0
周波数f

f 周波数 f
エラーオフセット

図1.2：レーザー周波数と設定周波数の差に比例する理論的な分散誤差信号。誤差信号のオフセットによりロックポイントがシフトします（右）。
エラー信号と制御信号の違いに注意してください。エラー信号は、実際のレーザー周波数と目標レーザー周波数の差を表す尺度であり、原理的には瞬時かつノイズフリーです。制御信号は、フィードバックサーボまたは補償器によってエラー信号から生成されます。制御信号は、圧電トランスデューサー、レーザーダイオードの注入電流、音響光学変調器または電気光学変調器などのアクチュエータを駆動し、レーザー周波数を設定値に戻します。アクチュエータは、有限の位相遅れ、周波数依存ゲイン、共振など、複雑な応答関数を持っています。補償器は、制御応答を最適化してエラーを可能な限り最小限に抑える必要があります。

1.1 基本的なフィードバック制御理論

1.1.2 フィードバックサーボの周波数応答
フィードバックサーボの動作は、通常、フーリエ周波数応答、つまり外乱の周波数の関数としてのフィードバックゲインで説明されます。例えば、amp例えば、一般的な外乱として、主電源周波数 = 50 Hz または 60 Hz が挙げられます。この外乱は、レーザー周波数を 50 Hz または 60 Hz の割合で変化させます。レーザーに対する外乱の影響は、小さい場合（例えば、 = 0 ± 1 kHz（0 は外乱のないレーザー周波数））もあれば、大きい場合（ = 0 ± 1 MHz）もあります。この外乱の大きさに関わらず、外乱のフーリエ周波数は 50 Hz または 60 Hz のいずれかになります。この外乱を抑制するには、フィードバックサーボを 50 Hz と 60 Hz で高いゲインに設定し、補償できるようにする必要があります。
サーボコントローラのゲインは通常、低周波数限界を持ち、通常はオペアンプのゲイン帯域幅限界によって定義されます。ampサーボコントローラで使用されるゲインは、制御出力に振動（オーディオシステムでよく見られる高音のキーキー音（一般に「オーディオフィードバック」と呼ばれる）など）を誘発しないように、高周波数ではゲインをユニティゲイン（0 dB）未満に下げる必要があります。これらの振動は、レーザー、周波数弁別器、サーボ、アクチュエータを組み合わせたシステムの最小伝搬遅延の逆数を超える周波数で発生します。通常、この制限はアクチュエータの応答時間によって決まります。外部キャビティダイオードレーザーで使用されるピエゾの場合、制限は通常数kHzであり、レーザーダイオードの電流変調応答の場合、制限は約100～300kHzです。
図1.3は、FSCのゲインとフーリエ周波数の関係を示す概念図である。レーザー周波数誤差を最小限に抑えるには、ゲインプロットの下の面積を最大化する必要がある。PID（比例積分微分）サーボコントローラは一般的な手法であり、制御信号はXNUMXつの入力誤差信号から得られるXNUMXつの成分の和となる。比例フィードバック（P）は外乱を迅速に補正しようとするのに対し、積分フィードバック（I）はオフセットや緩やかなドリフトに対して高いゲインを提供し、微分フィードバック（D）は急激な変化に対して追加のゲインを提供する。

第1章はじめに

ゲイン（dB）

高周波カットオフダブルインテグレータ

高速INT高速ゲイン
ファーストディフディフゲイン（制限）

インテグレータ

高速LFゲイン（制限）

インテグレータ

比例

差別化要因

フィルター

スローINT

20101

102

103

104

105

106

107

108

フーリエ周波数[Hz]

図1.3：高速コントローラ（赤）と低速コントローラ（青）の動作を示す概念的なボード線図。低速コントローラは、コーナー周波数を調整可能なシングルまたはダブルの積分器です。高速コントローラは、コーナー周波数を調整可能なPID制御器で、低周波数と高周波数でゲイン制限があります。微分器はオプションで無効にし、ローパスフィルタに置き換えることができます。

接続とコントロール

2.1 フロントパネルコントロール
FSC のフロントパネルには、サーボの動作を調整および最適化できる多数の構成オプションがあります。
スイッチとオプションはハードウェアのバージョンによって異なる場合があるので注意してください。シリアル番号で示される特定のデバイスのマニュアルを参照してください。

高速サーボコントローラ

交流直流

入力
P
参照
CHB

+

ファストサイン
+

スローサイン

内部

75 100 250

50k 100k 200k

10M 5M 2.5M

500

20k

500kオフ

750 10k

1万 200k

750k

オフ

1kオフ

2万 100k

500k

外部

50k

250k

25k

100k

スパン
レート

スローINT

高速INT

高速差分/フィルター
12

BIAS
周波数オフセット

スローゲイン

急速な利益

差ゲイン

30 20 10
0

ネストされた

スキャン

マックスロック

遅い

ゲイン制限

スキャンスキャン+P
ロック
速い

エラーオフセット

状態

遅いエラー

RAMP

ファストエラー

BIAS

CHB

速い

チャ

遅い

MON1

遅いエラー

RAMP

ファストエラー

BIAS

CHB

速い

チャ

遅い

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.
FAST SIGN は高速フィードバックのサインです。 SLOW IGN は低速フィードバックのサインです。
5

接続とコントロール

2.1.2 りamp コントロール
内部ramp ジェネレータは、通常、ピエゾアクチュエータ、ダイオード注入電流、またはその両方を介してレーザー周波数をスキャンするスイープ機能を提供します。rに同期したトリガー出力amp リアパネルにTRIG、1Mが装備されています。
INT/EXT 内部または外部ramp 周波数スキャン用。
内部スイープレートを調整するための RATE トリムポット。
BIAS DIP3を有効にすると、このトリムポットで調整された低速出力が高速出力に加算されます。このバイアスフィードフォワードは、ECDLのピエゾアクチュエータを調整してモードホッピングを防止する際に通常必要となります。ただし、この機能は一部のレーザーコントローラ（MOGLabs DLCなど）で既に提供されているため、他に提供されていない場合にのみ使用してください。
SPANはrを調整しますamp 高さ、つまり周波数掃引の範囲が決まります。
FREQ OFFSET 低速出力の DC オフセットを調整し、レーザー周波数の静的シフトを効果的に提供します。

2.1.3 ループ変数
ループ変数は比例器、積分器、微分器のゲインを可能にする。tag調整する必要がある。積分器と微分器についてはtagつまり、ゲインは、コーナー周波数と呼ばれることもある単位ゲイン周波数で表されます。
SLOW INT 低速サーボインテグレータのコーナー周波数。無効にするか、25 Hz ～ 1 kHz に調整できます。
SLOW GAIN シングル回転スローサーボゲイン。-20 dB から +20 dB まで。
FAST INT 高速サーボインテグレータのコーナー周波数。オフまたは 10 kHz ～ 2 MHz の範囲で調整可能。

2.1 フロントパネルコントロール

高速ゲイン 10 回転高速サーボ比例ゲイン。-50 dB から +XNUMX dB まで。
FAST DIFF/FILTER 高周波サーボ応答を制御します。「OFF」に設定すると、サーボ応答は比例制御のままになります。時計回りに回すと、対応するコーナー周波数で微分器が有効になります。コーナー周波数を下げると、微分器の動作が大きくなることに注意してください。下線付きの値に設定すると、微分器は無効になり、代わりにサーボ出力にローパスフィルターが適用されます。これにより、指定周波数を超える周波数では応答がロールオフします。
DIFF GAIN 高速サーボの高周波ゲイン制限。6ステップごとに最大ゲインがXNUMXdBずつ変化します。微分器が有効になっていない限り、つまりFAST DIFFが下線が引かれていない値に設定されていない限り、効果はありません。

2.1.4 ロックコントロール
GAIN LIMIT 高速サーボの低周波ゲイン制限（dB 単位）。MAX は利用可能な最大ゲインを表します。
エラーオフセット：INPUTモードがに設定されている場合に、エラー信号に適用されるDCオフセット。ロックポイントの精密な調整やエラー信号のドリフト補正に役立ちます。隣接するトリムポットは、高速サーボに対する低速サーボのエラーオフセットを調整するためのもので、高速サーボと低速サーボが正確に同じ周波数で駆動するように調整できます。
SLOW SCANをLOCKにするとスローサーボが作動します。NESTEDに設定すると、スローコントロールボリュームはtage は、低速出力にアクチュエータが接続されていない場合に、低周波数で非常に高いゲインを得るために高速エラー信号に供給されます。
FAST 高速サーボを制御します。SCAN+P に設定すると、レーザースキャン中に比例フィードバックが高速出力に送られ、フィードバックのキャリブレーションが可能になります。LOCK に設定するとスキャンが停止し、完全な PID 制御が開始されます。

第2章接続とコントロール

STATUS ロックのステータスを表示するマルチカラーインジケーター。
緑電源オン、ロック無効。オレンジロックは有効だがエラー信号が範囲外、ロック状態を示す
失敗しました。青色のロックが作動しており、エラー信号は制限内です。

2.1.5 信号監視
1つのロータリーエンコーダーで、指定された信号のうち、リアパネルのMONITOR 2およびMONITOR 1出力に送る信号を選択します。TRIG出力はTTL互換出力（XNUMXM）で、掃引の中心でローからハイに切り替わります。以下の表に信号の定義を示します。

CHA CHB 速いエラー遅いエラー RAMP バイアスファーストスロー

チャンネルA入力チャンネルB入力高速サーボで使用されるエラー信号低速サーボで使用されるエラー信号 Ramp SLOW OUT Rに適用amp DIP3が有効の場合にFAST OUTに適用されるFAST OUT制御信号SLOW OUT制御信号

2.2 背面パネルのコントロールと接続

モニター2ロックイン

モニター1

スイープイン

ゲインイン

Bイン

シリアル：

TRIG

速く出て、ゆっくり出て

MODイン

パワーB

パワーA

注記がない限り、すべてのコネクタはSMAです。すべての入力は過電圧です。tag±15 Vまで保護されています。
IEC電源入力ユニットは適切なボリュームにプリセットする必要がありますtag国によって異なります。電源電圧の変更方法については付録Dをご覧ください。tage必要に応じて。
A IN、B IN チャンネルAおよびBのエラー信号入力（通常は光検出器）。高インピーダンス、公称範囲±2V。フロントパネルのCHBスイッチがPDに設定されていない限り、チャンネルBは使用されません。
POWER A、B 光検出器用低ノイズDC電源。±12 V、125 mA、M8コネクタ（TE Connectivity部品番号2-2172067-2、Digikey A121939-ND、3極オス）から供給。MOGLabs PDAおよびThorlabs光検出器と互換性あり。例えば、標準M8ケーブルで使用可能。ampDigikey 277-4264-ND。出力のレールを防ぐため、光検出器を電源に接続するときは必ずオフにしてください。
ゲインイン Vol.tag高速サーボの電子制御比例ゲイン（±1V）は、フロントパネルのノブの全範囲に対応します。DIP1が有効な場合、フロントパネルのFAST GAINコントロールの代わりに使用できます。
スイープイン外部ramp 入力により、0 ～ 2.5 V の任意の周波数スキャンが可能になります。信号は 1.25 V を超える必要があり、これがスイープの中心とおおよそのロックポイントを定義します。

第2章接続とコントロール

3 4

1 +12V

3 -12 V

4 0V

図 2.1: POWER A、B の M8 コネクタのピン配置。

MOD IN 広帯域変調入力。高速出力に直接加算されます。DIP1がオンの場合、±4Vとなります。DIP4がオンの場合、MOD INは電源に接続するか、適切に終端する必要があります。
SLOW OUT 低速制御信号出力、0 V ～ 2.5 V。通常はピエゾドライバーまたはその他の低速アクチュエータに接続されます。
FAST OUT 高速制御信号出力、±2 ～ 5 V。通常は、ダイオード注入電流、音響または電気光学変調器、またはその他の高速アクチュエータに接続されます。
MONITOR 1、2 モニタリング用に選択された信号出力。
TRIG スイープセンターでの低から高の TTL 出力、1M。
LOCK IN TTLスキャン/ロック制御。3.5 mmステレオコネクタ、左/右（ピン2、3）でスロー/ファストロック、ロー（グランド）でアクティブ（ロック有効）。LOCK INを有効にするには、フロントパネルのスキャン/ロックスイッチをSCANにする必要があります。DigikeyケーブルCP-2207-NDには、ワイヤエンド付きの3.5 mmプラグが付属しています。赤はスローロック、黒は細く、黒はファストロック、黒はグランドです。

321

1 グラウンド 2 高速ロック 3 低速ロック

図 2.2: TTL スキャン/ロック制御用の 3.5 mm ステレオコネクタのピン配置。

2.3 内部DIPスイッチ

2.3 内部DIPスイッチ
追加のオプションを提供する内部 DIP スイッチがいくつかあり、すべてデフォルトでオフに設定されています。
警告：高濃度の物質にさらされる可能性があるtagFSC 内部、特に電源周辺。

オフ

1 急速な利益

フロントパネルのノブ

2 遅いフィードバック単一の積分器

3バイアス

Ramp 遅くするだけ

4 外部MOD無効

5オフセット

普通

6 スイープ

ポジティブ

7 高速カップリングDC

8 高速オフセット

ON 外部信号二重積分器 Ramp 高速と低速に有効中間点で固定負のAC -1 V

DIP 1 オンの場合、高速サーボゲインは、フロントパネルの FAST GAIN ノブではなく、リアパネルの GAIN IN コネクタに印加される電位によって決まります。
DIP 2 スローサーボはシングル（OFF）またはダブル（ON）の積分器です。スローサーボとファーストサーボを「ネスト」して動作させる場合は、OFFにしてください。
DIP 3 ONにすると、低速サーボ出力に比例したバイアス電流が生成され、モードホップが防止されます。レーザーコントローラからバイアス電流が供給されていない場合のみ有効にしてください。FSCをMOGLabs DLCと組み合わせて使用する場合は、OFFにしてください。
DIP 4 ONにすると、リアパネルのMOD INコネクタから外部変調が可能になります。変調はFAST OUTに直接加算されます。有効になっているが使用していない場合は、不要な動作を防ぐため、MOD IN入力を終端する必要があります。
DIP 5 ONにすると、フロントパネルのオフセットノブが無効になり、オフセットが中間点に固定されます。外部スイープモードでは、誤ってオフセットを移動させてしまうのを防ぐのに役立ちます。

第2章接続とコントロール

オフセットノブを振ってレーザー周波数を変更します。
DIP 6 スイープの方向を反転します。
DIP 7 高速AC。通常はオンにし、高速エラー信号がフィードバックサーボにAC結合され、時定数40ms（25Hz）になります。
DIP 8 がオンの場合、高速出力に -1 V のオフセットが追加されます。FSC を MOGLabs レーザーと併用する場合は、DIP8 をオフにしてください。

Feedback control loops

FSCには2つの並列フィードバックチャンネルがあり、2つのアクチュエータを同時に駆動することができます。1つは「低速」アクチュエータで、通常はゆっくりとした時間スケールでレーザー周波数を大きく変化させるために使用されます。もう1つは「高速」アクチュエータです。FSCは各アクチュエータを正確に制御します。tagサーボループのeとスイープ（ramp) ジェネレーターと便利な信号モニタリング。

入力

エラーオフセット

B
Bイン

0v+
VREF
0v

CHB

FAST SIGN 高速AC [7] DCブロック
スローサイン

モジュレーション＆スイープ

レート

Ramp

INT / EXT

スロープ [6] スイープイン

スパン
0v

+
オフセット

MODイン

0v
モッド [4]

0v
固定オフセット [5]

TRIG

0V 0V
+
BIAS
0V 0V
バイアス[3]

ロックイン（高速）ロックイン（低速）高速 = ロック低速 = ロック
LFスイープ
ファストアウト+

高速サーボ
急速な利益獲得

外部ゲイン [1] P

0v
ネストされた
高速 = ロックロックイン (高速)

D
0v

スローサーボ
スローエラーゲインスローゲイン

スローINT
#1

LFスイープ

スローINT

0v
二重積分器 [2]

スローアウト

図3.1: MOGLabs FSCの回路図。緑色のラベルはフロントパネルのコントロールとバックパネルの入力、茶色は内部DIPスイッチ、紫色はバックパネルの出力を示しています。

第3章フィードバック制御ループ

3.1 入力stage
入力stagFSCのe（図3.2）は、VERR = VA – VB – VOFFSETとしてエラー信号を生成します。VAは「A IN」SMAコネクタから取得され、VBはCHBセレクタスイッチを使用して設定されます。このスイッチは、「B IN」SMAコネクタ、VB = 0、または隣接するトリムポットによって設定されたVB = VREFのいずれかを選択します。
コントローラはエラー信号をゼロにサーボ制御し、ロックポイントを定義します。アプリケーションによっては、DCレベルを微調整することでこのロックポイントを調整できる場合があります。INPUTセレクターを「オフセット」モード（）に設定し、10回転ノブERR OFFSETで最大±0Vのシフトが可能です。より大きなオフセットはREFトリムポットで調整できます。

入力

+ AC

エラーオフセット

B
Bイン

高速サイン高速AC [7] FE 高速エラー

DCブロック

高速エラー

0v+
VREF
0v

CHB

スローサイン

スローエラー SE SLOW ERR

図3.2: FSC入力の概略図tagカップリング、オフセット、極性のコントロールを示す六角形。六角形は、フロントパネルのモニターセレクタースイッチを介して利用可能なモニター信号です。

3.2 低速サーボループ
図3.3はFSCの低速フィードバック構成を示している。可変ゲインstageはフロントパネルのSLOW GAINノブで制御されます。コントローラの動作は、シングルまたはダブルインテグレータのいずれかです。

3.2 低速サーボループ

DIP2が有効かどうかによって異なります。低速積分器の時定数は、フロントパネルのSLOW INTノブで制御されます。このノブには、対応するコーナー周波数のラベルが付いています。

スローサーボ
スローエラーゲインスローゲイン

インテグレーター
スローINT
#1

LFスイープ

スローINT

0v
二重積分器 [2]

スローアウト
LFスロー

図3.3: 低速フィードバックI/I2サーボの回路図。六角形はフロントパネルのセレクタースイッチを介して利用可能な監視信号です。

積分器が20つしかない場合、フーリエ周波数が低くなるにつれてゲインが増加し、その傾きは40倍あたりXNUMXdBです。XNUMXつ目の積分器を追加すると、傾きはXNUMX倍あたりXNUMXdBに増加し、実周波数と設定周波数間の長期的なオフセットが減少します。ゲインを過度に増加させると、コントローラがエラー信号の変化に「過剰反応」し、発振を引き起こします。このため、低周波数では制御ループのゲインを制限することが有効な場合があります。低周波数では、応答が大きくレーザーのモードホップを引き起こす可能性があるためです。
低速サーボは、長期的なドリフトや音響擾乱を補正するために広い範囲をカバーし、高速アクチュエータは範囲は狭いものの、急激な外乱を補正するために広い帯域幅を備えています。二重積分器を使用することで、低周波において低速サーボが支配的な応答特性を持つことが保証されます。
別途低速アクチュエータを備えていないアプリケーションでは、SLOWスイッチを「NESTED」に設定することで、低速制御信号（2回またはXNUMX回の積分誤差）を高速制御信号に追加できます。このモードでは、XNUMX回積分を防ぐため、DIPXNUMXを使用して低速チャンネルのXNUMX回積分器を無効にすることをお勧めします。

第3章フィードバック制御ループ

3.2.1 遅いサーボ応答の測定
低速サーボループは、低速ドリフト補正用に設計されています。低速ループの応答を観察するには、以下の手順に従います。
1. MONITOR 1をSLOW ERRに設定し、出力をオシロスコープに接続します。
2. MONITOR 2をSLOWに設定し、出力をオシロスコープに接続します。
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
4. SLOW ERR モニターに表示される DC レベルがゼロに近くなるまで、ERR OFFSET ノブを調整します。
5. SLOW モニターに表示される DC レベルがゼロに近くなるまで、FREQ OFFSET ノブを調整します。
6. 両方のチャネルで、オシロスコープの 10 目盛りあたりの電圧を XNUMXmV に設定します。
7. SLOW モードを LOCK に設定して、低速サーボループを有効にします。
8. SLOW ERR モニターに表示される DC レベルがゼロの上下に 10 mV ずつ変動するように、ERR OFFSET ノブをゆっくり調整します。
9. 統合エラー信号の符号が変化すると、出力が 250 mV ずつゆっくりと変化することがわかります。
低速サーボが限界までドリフトするまでの応答時間は、低速ゲイン、低速積分器の時定数、単一または二重の積分、エラー信号のサイズなど、いくつかの要因によって決まることに注意してください。

3.2 低速サーボループ

3.2.2 出力が低いtageスイング（FSCシリアルA04…以下のみ）
低速サーボ制御ループの出力は、MOGLabs DLCとの互換性のために0～2.5Vの範囲に設定されています。DLC SWEEPピエゾ制御入力には、tagゲインを48に設定することで、最大入力2.5Vでピエゾ素子に120Vの電圧が印加されます。低速サーボループが作動すると、低速出力は作動前の値に対して±25mVしか振れません。この制限はレーザーモードのホップを避けるための意図的なものです。FSCの低速出力をMOGLabs DLCと併用する場合、FSCの低速チャンネル出力の50mVの振れは、ピエゾ素子の2.4Vの振れに相当します。tage は、約 0.5 ～ 1 GHz のレーザー周波数の変化に相当し、一般的な参照空洞の自由スペクトル範囲に匹敵します。
異なるレーザーコントローラで使用する場合、抵抗値を変更するだけで、FSCのロックされた低速出力を大きく変化させることができます。低速フィードバックループの出力ゲインは、抵抗R82（87Ω）とR82（500kΩ）の比であるR87/R100によって定義されます。低速出力を大きくするには、R82/R87を大きくします。最も簡単な方法は、並列に別の抵抗（SMDパッケージ、サイズ87）を追加してR0402を小さくすることです。例えば、amp例えば、既存の30kΩ抵抗に並列に100kΩ抵抗を追加すると、実効抵抗は23kΩとなり、低速出力振幅が±25mVから±125mVに増加します。図3.4は、OP周辺のFSC PCBレイアウトを示しています。amp U16。
R329
16代

C36

C362 R85 R331 C44 R87

C71

C35

R81 R82

図3.4: 最終低速ゲインオペアンプ周辺のFSC PCBレイアウトamp U16、ゲイン設定抵抗器 R82 および R87 (丸で囲んだ部分) 付き、サイズ 0402。

第3章フィードバック制御ループ

3.3 高速サーボループ
高速フィードバックサーボ（図3.5）は、比例（P）、積分（I）、微分（D）の各フィードバック要素と、システム全体のゲインを精密に制御するPIDループです。FSCの高速出力は-2.5Vから2.5Vまで振幅可能で、MOGLabsの外部キャビティダイオードレーザーと組み合わせることで、±2.5mAの電流振幅を実現できます。

高速サーボ

ゲインイン

外部ゲイン [1]

急速な利益

高速エラー
スローコントロール
0v

+ ネスト

高速 = ロックロックイン (高速)

PI
D
0v

高速制御

図 3.5: 高速フィードバックサーボ PID コントローラの概略図。

図3.6は、高速サーボループと低速サーボループの動作の概念図を示しています。低周波では、高速積分ループ（Iループ）が支配的になります。高速サーボループが低周波（音響）の外部摂動に過剰反応するのを防ぐため、GAIN LIMITノブで制御される低周波ゲイン制限が適用されます。
中域周波数（10kHz～1MHz）では、比例（P）フィードバックが支配的になります。比例フィードバックが積分応答を超えるユニティゲインコーナー周波数は、FAST INTノブで制御します。Pループ全体のゲインは、FAST GAINトリムポット、またはリアパネルのGAIN INコネクタからの外部制御信号によって設定されます。

3.3 高速サーボループ

ゲイン（dB）

高周波カットオフダブルインテグレータ

高速INT高速ゲイン
ファーストディフディフゲイン（制限）

インテグレータ

高速LFゲイン（制限）

インテグレータ

比例

差別化要因

フィルター

スローINT

20101

102

103

104

105

106

107

108

フーリエ周波数[Hz]

図3.6: 高速コントローラ（赤）と低速コントローラ（青）の動作を示す概念的なボード線図。低速コントローラは、コーナー周波数を調整可能なシングルまたはダブルの積分器です。高速コントローラは、コーナー周波数を調整可能なPID補償器であり、低周波数と高周波数でゲイン制限があります。微分器を無効にしてローパスフィルタに置き換えることもできます。

高周波（1MHz）では、通常、ロックを向上させるために微分ループを優位にする必要があります。微分器は、システムの有限応答時間に対する位相進み補償を提供し、20倍ごとにXNUMXdB増加するゲインを備えています。差動ループのコーナー周波数は、FAST DIFF/FILTERノブで調整でき、差動フィードバックが優位となる周波数を制御できます。FAST DIFF/FILTERをOFFに設定すると、差動ループは無効になり、フィードバックは高周波数でも比例関係を維持します。差動フィードバックループが作動しているときに発振を防ぎ、高周波ノイズの影響を制限するために、高周波で微分器を制限する調整可能なゲイン制限（DIFF GAIN）があります。
微分器は多くの場合不要であり、代わりに高速サーボ応答のローパスフィルタリングによって補償器がノイズの影響をさらに低減できる場合があります。FAST DIFF/FILTERノブを回します。

第3章フィードバック制御ループ

ノブを OFF の位置から反時計回りに回して、フィルタリングモードのロールオフ周波数を設定します。
高速サーボには、SCAN、SCAN+P、LOCKの4.2つの動作モードがあります。SCANに設定するとフィードバックは無効になり、高速出力にはバイアスのみが適用されます。SCAN+Pに設定すると比例フィードバックが適用され、レーザー周波数のスキャン中に高速サーボの符号とゲインを決定できるため、ロックとチューニングの手順が簡素化されます（§XNUMXを参照）。LOCKモードでは、スキャンが停止し、完全なPIDフィードバックが有効になります。

3.3.1 高速サーボ応答の測定
次の2つのセクションでは、誤差信号の変化に対する比例フィードバックと微分フィードバックの測定について説明します。誤差信号をシミュレートするにはファンクションジェネレータを使用し、応答を測定するにはオシロスコープを使用します。
1. MONITOR 1、2をオシロスコープに接続し、セレクターをFAST ERRとFASTに設定します。
2. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
3. ファンクションジェネレータをCHA入力に接続します。
4. 関数ジェネレーターを設定して、ピークツーピーク値 100 mV の 20 Hz 正弦波を生成します。
5. FAST ERR モニターに表示される正弦波エラー信号がゼロを中心にするように、ERR OFFSET ノブを調整します。

3.3.2 比例応答の測定 · SPANノブを反時計回りに完全に回してスパンをゼロに減らします。
· 比例フィードバックループを有効にするには、FAST を SCAN+P に設定します。

3.3 高速サーボループ

· オシロスコープでは、FSC の FAST 出力に 100 Hz の正弦波が表示されます。
· FAST GAINノブを調整して、出力が同じになるまで高速サーボの比例ゲインを変更します。 amp入力として litude を使用します。
· 比例フィードバック周波数応答を測定するには、ファンクションジェネレータの周波数を調整し、 ampFAST出力応答の限界。例えばample、周波数を上げて、 amp量を半分にして、-3 dB ゲイン周波数を見つけます。

3.3.3 差動応答の測定
1. 積分ループをオフにするには、FAST INT を OFF に設定します。
2. 上記のセクションで説明した手順に従って、FAST GAIN を XNUMX に設定します。
3. DIFF GAINを0dBに設定します。
4. FAST DIFF/FILTERを100 kHzに設定します。
5. ファンクションジェネレータの周波数を 100 kHz から 3 MHz まで掃引し、FAST 出力を監視します。
6. エラー信号周波数をスイープすると、すべての周波数でユニティゲインが確認できます。
7. DIFF GAINを24dBに設定します。
8. 次に、エラー信号周波数を掃引すると、20kHz以降に100倍ごとに1dBの傾きの増加が見られ、XNUMXMHzでロールオフし始めることがわかります。amp 帯域幅の制限。
高速出力のゲインは抵抗値を変更することで変更できますが、回路は低速フィードバック（§3.2.2）よりも複雑になります。詳細については、MOGLabsまでお問い合わせください。

第3章フィードバック制御ループ

3.4 変調とスキャン
レーザースキャンは、内部スイープジェネレータまたは外部スイープ信号によって制御されます。内部スイープは鋸歯状波で、内部の4ポジションレンジスイッチ（付録C）とフロントパネルのRATEトリマによって周期が可変に設定されます。
高速サーボループと低速サーボループは、背面パネルの対応するフロントパネルスイッチにTTL信号を送信することで個別にオンにすることができます。いずれかのループをLOCKに設定すると、スイープが停止し、安定化機能が作動します。

モジュレーション＆スイープ

INT / EXT

TRIG

レート

Ramp

スロープ [6] スイープイン

スパン
0v

+
オフセット
0v

0v
固定オフセット [5]

高速制御MOD IN

モッド [4]

0V 0V
+
BIAS
0V 0V
バイアス[3]

ロックイン（高速）

ロックイン（スロー）

速い = ロック遅い = ロック

RAMP RA

LFスイープ

バイアスBS

ファストアウト+

HFファスト

図 3.7: スイープ、外部変調、およびフィードフォワード電流バイアス。

rはamp DIP3 を有効にして BIAS トリムポットを調整することで高速出力に追加することもできますが、多くのレーザーコントローラ (MOGLabs DLC など) は低速サーボ信号に基づいて必要なバイアス電流を生成するため、その場合は FSC 内でも生成する必要はありません。

4.アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

FSCの典型的な用途は、PDH技術を用いてレーザーを光共振器に周波数同期させることです（図4.1）。共振器は周波数弁別器として機能し、FSCはレーザーのピエゾ抵抗とSLOW出力およびFAST出力からの電流を制御することで、レーザーを共振器との共振状態に保ち、レーザーの線幅を狭めます。PDH装置の実装に関する詳細な実践的なアドバイスは、別途アプリケーションノート（AN002）でご覧いただけます。

オシロスコープ

TRIG

1 位

2 位

レーザ
現在のモッドピエゾSMA

終了

ＰＢＳ

DLCコントローラー

PZT MOD

キャビティLPF

モニター2 モニター1 ロックイン

スイープインゲインイン

Bイン

シリアル：

TRIG

高速アウト、低速アウト、MODイン

パワーB パワーA

図4.1: FSCを用いたPDH共振器同期の簡略図。電気光学変調器（EOM）はサイドバンドを生成し、これが共振器と相互作用して反射光を発生させ、光検出器（PD）で測定します。光検出器の信号を復調することでPDHエラー信号が生成されます。

エラー信号を生成する方法は他にも様々ありますが、ここでは説明しません。本章の残りの部分では、エラー信号が生成された後、ロックを達成する方法について説明します。

第4章アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

4.1 レーザーとコントローラの構成
FSCは、様々なレーザーおよびコントローラと互換性があります。ただし、必要な動作モードに合わせて正しく設定されている必要があります。ECDL（MOGLabs CELまたはLDLレーザーなど）を駆動する場合、レーザーとコントローラの要件は次のとおりです。
· レーザーヘッドボードまたはキャビティ内位相変調器への高帯域幅の直接変調。
· 高ボリュームtag外部制御信号からのピエゾ制御。
· スキャン範囲全体にわたって1mAのバイアスを必要とするレーザー用のフィードフォワード（「バイアス電流」）生成。FSCは内部でバイアス電流を生成できますが、ヘッドボードの電子回路や位相変調器の飽和によって範囲が制限される可能性があるため、レーザーコントローラから供給されるバイアスを使用する必要がある場合があります。
MOGLabs レーザーコントローラーとヘッドボードは、以下で説明するように、必要な動作を実現するように簡単に構成できます。

4.1.1 ヘッドボードの構成
MOGLabsレーザーには、コンポーネントとコントローラを接続するためのヘッドボードが内蔵されています。FSCで動作させるには、SMAコネクタによる高速電流変調機能を備えたヘッドボードが必要です。ヘッドボードはFSC FAST OUTに直接接続してください。
最大の変調帯域幅を得るにはB1240ヘッドボードを強く推奨しますが、B1040と互換性のないレーザーの代替としてB1047およびB1240も使用できます。ヘッドボードには複数のジャンパースイッチがあり、必要に応じてDC結合およびバッファ（BUF）入力に設定する必要があります。

4.2 初期ロックの達成

4.1.2 DLC構成
FSC は内部スイープまたは外部スイープのいずれかに設定できますが、次のように内部スイープモードを使用し、DLC をスレーブデバイスとして設定する方がはるかに簡単です。
1. SLOW OUT を DLC の SWEEP / PZT MOD に接続します。
2. DLCのDIP9（外部スイープ）を有効にします。DIP13とDIP14がオフになっていることを確認してください。
3. FSCのDIP3（バイアス生成）を無効にします。DLCはスイープ入力から電流フィードフォワードバイアスを自動的に生成するため、FSC内でバイアスを生成する必要はありません。
4. DLC の SPAN を最大 (完全に時計回り) に設定します。
5. LCD ディスプレイに周波数を表示して、DLC の FREQUENCY をゼロに設定します。
6. FSC の SWEEP が INT になっていることを確認します。
7. FSC で FREQ OFFSET を中範囲に、SPAN を最大に設定し、レーザースキャンを観察します。
8. スキャンの方向が間違っている場合は、FSC の DIP4 または DLC の DIP11 を反転します。
DLCのSPANノブは、上記のように一度設定したら絶対に調整しないでください。フィードバックループに影響を与え、FSCのロックが妨げられる可能性があります。スイープの調整にはFSCコントロールを使用してください。

4.2 初期ロックの達成
FSCのSPANとOFFSETコントロールは、レーザーを所望のロックポイント（例えば、空洞共振）を横切って掃引するように調整したり、共振点の周りの小さなスキャンにズームインしたりするために使用できます。

第4章アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

これらの手順は、安定したロックを実現するために必要なプロセスの一例です。記載されている値は参考値であり、特定のアプリケーションに合わせて調整する必要があります。ロックの最適化に関する詳細なアドバイスは、§4.3に記載されています。

4.2.1 高速フィードバックによるロック
1. エラー信号を背面パネルのA IN 入力に接続します。
2. エラー信号が 10 mVpp 程度であることを確認します。
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
4. MONITOR 1をFAST ERRに設定し、オシロスコープで観測します。表示されるDCレベルがゼロになるまでERR OFFSETノブを調整します。ERROR OFFSETノブを使用してエラー信号のDCレベルを調整する必要がない場合は、INPUTスイッチをDCに設定することでERROR OFFSETノブは機能しなくなり、誤って調整してしまうのを防ぐことができます。
5. FAST GAIN をゼロに減らします。
6. FAST を SCAN+P に設定し、SLOW を SCAN に設定し、スイープコントロールを使用して共振を見つけます。
7. 図4.2に示すように、エラー信号が「伸びる」ように見えるまでFAST GAINを上げます。この状態が見られない場合は、FAST SIGNスイッチを反転させて再度試してください。
8. FAST DIFF を OFF にし、GAIN LIMIT を 40 に設定します。FAST INT を 100 kHz に下げます。
9. FASTモードをLOCKに設定すると、コントローラはエラー信号のゼロクロスにロックします。レーザーをロックするには、FREQ OFFSETを微調整する必要がある場合があります。
10. エラー信号を観察しながら、FAST GAINとFAST INTを調整してサーボロックを最適化します。積分器の調整後、サーボの再ロックが必要になる場合があります。

4.2 初期ロックの達成

図4.2：高速出力にPのみのフィードバックを適用し、低速出力をスキャンするレーザーをスキャンすると、符号とゲインが正しい場合（右）、エラー信号（オレンジ）が拡張されます。PDHアプリケーションでは、キャビティ透過率（青）も拡張されます。
11. 一部のアプリケーションでは、ループ応答を改善するために FAST DIFF を増やすことでメリットが得られる場合がありますが、通常、初期ロックを実現するためにこれは必要ありません。
4.2.2 遅いフィードバックによるロック
高速比例および積分フィードバックによってロックが達成されたら、低速ドリフトと低周波音響摂動に対する感度を考慮するために低速フィードバックを有効にする必要があります。
1. SLOW GAIN を中程度に設定し、SLOW INT を 100 Hz に設定します。
2. FAST モードを SCAN+P に設定してレーザーのロックを解除し、ゼロ交差が見えるように SPAN と OFFSET を調整します。
3. MONITOR 2をSLOW ERRに設定し、オシロスコープで観測します。ERR OFFSETの横にあるトリマポットを調整して、SLOW ERR信号をゼロにします。このトリマポットの調整はSLOW ERR信号のDCレベルのみに影響し、FAST ERR信号には影響しません。
4. FAST モードを LOCK に設定してレーザーを再度ロックし、必要に応じて FREQ OFFSET を微調整してレーザーをロックします。

第4章アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

5. SLOWモードをLOCKに設定し、スローエラー信号を観察します。スローサーボがロックすると、スローエラーのDCレベルが変化する可能性があります。その場合は、エラー信号の新しい値を記録した後、SLOWモードをSCANモードに戻し、エラーオフセットトリマを使用して、スローロック解除時のエラー信号をロック時の値に近づけ、スローロックの再ロックを試みてください。
6. レーザーを低速ロックし、低速エラーの DC 変化を観察し、低速ロックをオンにしても低速ロックと高速ロックのエラー信号値に測定可能な変化が生じなくなるまでエラーオフセットトリムポットを調整するという前の手順を繰り返します。
エラーオフセットトリマは、高速および低速のエラー信号オフセットの小さな（mV単位）差を調整します。トリマを調整することで、高速および低速のエラー補償回路の両方がレーザーを同じ周波数にロックできるようになります。
7. スローロックをオンにするとすぐにサーボのロックが解除される場合は、SLOW SIGN を反転してみてください。
8. それでもスローサーボがすぐにロック解除される場合は、スローゲインを下げて再試行してください。
9. ERR OFFSET トリムポットを正しく設定して安定したスローロックが達成されたら、SLOW GAIN と SLOW INT を調整してロックの安定性を向上させます。

4.3 最適化
サーボの目的は、レーザーをエラー信号のゼロクロスにロックすることです。理想的には、ロックした時点でエラー信号は完全にゼロになります。したがって、エラー信号内のノイズはロックの品質を示す指標となります。エラー信号のスペクトル分析は、フィードバックを理解し最適化するための強力なツールです。RFスペクトラムアナライザを使用することもできますが、比較的高価でダイナミックレンジが限られています。高性能なサウンドカード（24ビット/192kHz、例：Lynx L22）

4.3 最適化

96 dB のダイナミックレンジで最大 140 kHz のフーリエ周波数までのノイズ分析を提供します。
理想的には、スペクトラムアナライザは、レーザー出力の変動に影響されない独立した周波数弁別器と組み合わせて使用するのが望ましい[11]。ループ内エラー信号をモニタリングすることで良好な結果が得られますが、PDHアプリケーションにおけるキャビティ透過率の測定など、ループ外測定が望ましい。エラー信号を解析するには、スペクトラムアナライザをFAST ERRに設定されたMONITOR出力のXNUMXつに接続します。
広帯域ロックでは通常、まず高速サーボのみで安定したロックを実現し、次に低速サーボを使用して長期的なロック安定性を向上させます。低速サーボは、熱ドリフトと音響擾乱を補正するために必要です。電流のみで補正するとモードホップが発生します。一方、飽和吸収分光法などの単純なロック技術では、通常、まず低速サーボで安定したロックを実現し、次に高速サーボを使用して高周波変動のみを補正します。誤差信号スペクトルを解釈する際には、ボード線図（図4.3）を参照すると便利です。
FSCを最適化する際には、まずエラー信号（またはキャビティを介した伝達特性）の解析を通して高速サーボを最適化し、次に低速サーボを最適化して外部摂動に対する感度を低減することをお勧めします。特に、SCAN+Pモードは、フィードバックの符号とゲインを概ね正確に取得するのに便利な方法です。
最も安定した周波数ロックを実現するには、FSCのパラメータだけでなく、装置の多くの側面を慎重に最適化する必要があることに注意してください。例えば、ample、残留 ampPDH装置の光変調（RAM）はエラー信号にドリフトを引き起こし、サーボはこれを補正できません。同様に、信号対雑音比（SNR）が低いと、レーザーに直接ノイズが入り込みます。
特に、積分器の高ゲインは、信号処理チェーンにおけるグランドループの影響を受けやすく、

第4章アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

これらを排除または軽減するために注意が必要です。FSCのアースは、レーザーコントローラとエラー信号の生成に関係する電子機器の両方に可能な限り近づける必要があります。
高速サーボを最適化する手順の一つは、FAST DIFFをオフにし、FAST GAIN、FAST INT、GAIN LIMITを調整してノイズレベルを可能な限り低減することです。次に、スペクトラムアナライザで観測される高周波ノイズ成分を低減するように、FAST DIFFとDIFF GAINを最適化します。微分器を導入した後は、ロックを最適化するためにFAST GAINとFAST INTの変更が必要になる場合があることに注意してください。
アプリケーションによっては、誤差信号が帯域幅制限を受け、高周波数帯域では相関のないノイズのみが含まれることがあります。このような状況では、このノイズが制御信号に逆結合するのを防ぐため、高周波数帯域でのサーボの動作を制限することが望ましいです。特定の周波数を超えるとサーボの高速応答が鈍化するフィルタオプションが用意されています。このオプションは微分器と相互排他的であるため、微分器を有効にするとノイズが増加する場合は、微分器を試してみることをお勧めします。
60

ゲイン（dB）

高周波カットオフダブルインテグレータ

高速INT高速ゲイン
ファーストディフディフゲイン（制限）

インテグレータ

高速LFゲイン（制限）

インテグレータ

比例

差別化要因

フィルター

スローINT

20101

102

103

104

105

106

107

108

フーリエ周波数[Hz]

図4.3: 高速コントローラ（赤）と低速コントローラ（青）の動作を示す概念的なボード線図。コーナー周波数とゲイン制限は、ラベルに示されているフロントパネルのノブで調整します。

4.3 最適化

測定されたノイズ。
低速サーボは、外部擾乱に対する過剰反応を最小限に抑えるように最適化できます。低速サーボループがない場合、ゲイン制限が高いため、高速サーボが外部擾乱（例えば音響結合）に反応し、その結果生じる電流変化によってレーザーにモードホップが生じる可能性があります。したがって、これらの（低周波）変動はピエゾ素子で補償することが望ましいと考えられます。
SLOW GAIN と SLOW INT を調整しても、必ずしもエラー信号スペクトルが改善されるわけではありませんが、最適化すると音響摂動に対する感度が低下し、ロックの寿命が延びます。
同様に、二重積分器（DIP2）を有効化すると、低速サーボシステムの全体的なゲインがこれらの低周波数において高速サーボよりも高くなるため、安定性が向上する可能性があります。ただし、これにより低速サーボが低周波の変動に過剰反応する可能性があるため、二重積分器の使用は、長期的な電流ドリフトによってロックが不安定になる場合にのみ推奨されます。

第4章アプリケーション例ample: パウンド・ドレバー・ホール・ロッキング

A.仕様

パラメータ

仕様

タイミングゲイン帯域幅 (-3 dB) 伝播遅延外部変調帯域幅 (-3 dB)

> 35 MHz < 40 ns
> 35MHz

入力A IN、B IN スイープ IN ゲイン IN モジュレーション IN ロック IN

SMA、1 M、±2 5 V SMA、1 M、0 ～ +2 5 V SMA、1 M、±2 5 V SMA、1 M、±2 5 V 3.5 mm メスオーディオコネクタ、TTL

アナログ入力が過電圧ですtag±10 Vまで保護されています。TTL入力は、最低1 V未満、最高0 V以上を許容します。LOCK IN入力は-2 V～0 V、アクティブロー、消費電流±0 µAです。

付録A. 仕様

パラメータ
出力 SLOW OUT FAST OUT モニター 1, 2 TRIG POWER A, B

仕様
SMA、50 、0 ～ +2 5 V、帯域幅 20 kHz SMA、50 、±2 5 V、帯域幅 > 20 MHz SMA、50 、帯域幅 > 20 MHz SMA、1M 、0 ～ +5 V M8 メスコネクタ、±12 V、125 mA

All outputs are limited to ±5 V. 50 outputs 50 mA max (125 mW, +21 dBm).

メカニカル＆パワー

IEC入力

110Hzで130～60V、220Hzで260～50V

ヒューズ

5x20mm 耐サージセラミック 230 V/0.25 A または 115 V/0.63 A

寸法

幅×高さ×奥行き = 250 × 79 × 292 mm

重さ

2キロ

電力使用量

< 10W

トラブルシューティング

B.1 レーザー周波数がスキャンされない
外部ピエゾ制御信号を備えた MOGLabs DLC では、外部信号が 1.25 V を超える必要があります。外部制御信号が 1.25 V を超えることが確実な場合は、次の点を確認してください。
· DLCのスパンは時計回りいっぱいです。 · DLCの周波数はゼロです（LCDディスプレイを使用して設定します）
· DLCのDIP9（外部スイープ）がオンになっている。· DLCのDIP13とDIP14がオフになっている。· DLCのロックトグルスイッチがSCANに設定されている。· FSCのSLOW OUTがSWEEP / PZT MODに接続されている。
DLCの入力。· FSCのSWEEPはINTです。· FSCのスパンは時計回りいっぱいです。· FSC MONITOR 1をオシロスコープに接続し、MONI-
TOR 1ノブをRにAMP そして、rがamp 約 1.25 V を中心とします。
上記の確認を行っても問題が解決しない場合は、FSCをDLCから取り外し、DLCで制御した際にレーザーがスキャンされることを確認してください。それでも問題が解決しない場合は、MOGLabsにお問い合わせください。
35

付録 B. トラブルシューティング

B.2 変調入力を使用すると、高速出力は大きなボリュームに浮上しますtage
FSCのMOD IN機能（DIP 4が有効）を使用する場合、高速出力は通常、正のボリュームに浮動します。tageレール（約4V）です。使用していないときはMOD INが短絡されていることを確認してください。

B.3 大きな正の誤差信号
アプリケーションによっては、アプリケーションによって生成されるエラー信号が正（または負）かつ大きくなる場合があります。この場合、REFトリムポットとERR OFFSETでは、目的のロックポイントが0Vに一致するのに十分なDCシフトが得られない可能性があります。この場合、CH AとCH Bの両方で、INPUTトグルをに設定し、CH BをPDに設定し、DCボリュームをtagCH Bにeを適用して、ロックポイントを中央に配置するために必要なオフセットを生成します。例としてampたとえば、エラー信号が 0 V ～ 5 V でロックポイントが 2.5 V だった場合、エラー信号を CH A に接続し、2.5 V を CH B に適用します。適切な設定により、エラー信号は -2 V ～ +5 V になります。

B.4 ±0.625 Vの高速出力レール
ほとんどのMOGLabs ECDLでは、tag高速出力の±0.625 Vの振幅（レーザーダイオードに注入される±0.625 mAに相当）は、光共振器への同期に必要な範囲を超えています。アプリケーションによっては、高速出力のより広い範囲が求められる場合があります。この制限は、抵抗器の簡単な変更によって拡張できます。詳細については、MOGLabsまでお問い合わせください。

B.5 フィードバックの符号を変更する必要がある
高速フィードバック極性が変化する場合は、通常、レーザーがマルチモード状態（2つの外部共振器モードが同時に発振する状態）にドリフトしたために発生します。フィードバック極性を反転させるのではなく、レーザー電流を調整してシングルモード動作を実現してください。

B.6 モニターが間違った信号を出力する

B.6 モニターが間違った信号を出力する
工場出荷時のテストでは、各MONITORノブの出力を検証しています。しかし、時間の経過とともにノブを固定しているセットスクリューが緩み、ノブが滑って誤った信号を表示することがあります。確認するには：
· モニターの出力をオシロスコープに接続します。
· SPANノブを時計回りにいっぱいに回します。
· モニターを右に回すAMP. arを観察する必要がありますamp1 ボルト程度の信号を送信します。送信できない場合は、ノブの位置が正しくありません。
· たとえarを観察したとしてもamp信号がない場合は、ノブの位置がまだ間違っている可能性があります。ノブを時計回りにもう 1 つ回してください。
· 0 V付近に小さな信号があり、おそらく小さなrが見えるはずです。amp オシロスコープ上で数十mV程度の変化が見られます。BIASトリムポットを調整すると、 ampこのrのamp 変化。
· BIAS トリムポットを調整するとオシロスコープの信号が変化する場合は、MONITOR ノブの位置は正しいです。そうでない場合は、MONITOR ノブの位置を調整する必要があります。
MONITOR ノブの位置を修正するには、まず上記と同様の手順を使用して出力信号を識別し、次に 1.5 mm の六角レンチまたはボールドライバーを使用してノブを固定している XNUMX つのセットネジを緩めてノブの位置を回転させます。

B.7 レーザーは低速モードホップを経る
低速モードホップは、例えばレーザーと共振器間の光学素子からの光フィードバックによって引き起こされる可能性がある。amp光ファイバーカプラ、または光キャビティ自体から発生する。症状には周波数が含まれる。

付録 B. トラブルシューティング

フリーランニングレーザーは、30秒程度の低速な時間スケールで周波数が10～100MHzジャンプします。レーザーが十分な光学的分離を確保し、必要に応じて別のアイソレーターを設置し、使用されていないビームパスを遮断してください。

C. PCBレイアウト

C39

C59

R30

C76

C116

C166

R1 C8 C10
R2

R338 D1
C378

R24

R337

R27

C15

R28

R66 R34

R340 C379
R33
R10

D4
R11 C60 R35

R342

R37

R343 D6
C380
R3 C16 R12

C366 R58 R59 C31 R336

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

13代

10代

14代

15代

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
16代
R81 R82

C35

C362 R85 R331 C44 R87

C70

U25 C124

R180 C131

C140 R145

42代

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
26代

U27 C92

R100 R101 R102 R106
R104 R105

C88 R98 R86
R341 C95 R107 C94

38代

C90 R109
R103 U28

C128 C89
C141

R140 R143

R108

48代

R146 C127

R185

U50 R326

49代

R332

R201

R191
R199 C202

R198 R190

C216

57代

C221

C234

C222 R210 C217

C169 R192 R202

R195 C170

R171
51代
R203
R211
58代
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

31代

C101

FB1

C148

FB2

C159

C109 C129

C149

C130
29代
C138

32代
C150

C112 R113

C100

C105 C99 C103 C152 C110

33代

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
56代
C198 R193

C206

R189

C174

C196

52代

R196 R154 R151 R152 R153

R204 C187 C176 C179

53代

C180 C188 C190

C178

C200

C207

54代
C209

U55 C191

C192

C208 R205

U62 C210

R217 C177

C227 C241 C243 C242 R221
R223 C263

C232

C231

C225
59代
C226
C259

C237

C238

C240 C239

R206
60代
C261

R207 C260 R215

R218

R216

U61 C262

U66 R219

U68 R222

U67 R220

C258 C235 C236

C273

SW1

R225 R224

C266

C265

R228

69代

C269

R231 R229
70代

C270

71代

R234

C272

R226
72代

C71

C36

R16 R18
C14

C114

R131

C115

C58 R93

C46

C371
C370
R43 C45
R44
11代
R330 R92
R90 R89 R88 R91

R20

R19

R39 C34

C72

R61

C73

C19

R45 C47

C41 C78

R23

R22

C375
C374 R41 R21
C37
C38

C30

C20

R52 C48 R51
C49

C50

17代

18代

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
44代

C107
45代

C142

C144 R135 C145

R182

R178 R167
R181

RT1

C155 R149

C21 C12

47代

46代

U30 C108

U21 C77 U23 C82

U24 C64 U22 C81

U19 C61
R68 R67 U20 C32

C97 R116

C80 R94

U36 C143

C151

R179
R150 C156
R183

R136 C154

C175

C252

C220

C228 C229 C230

63代

C248

C247

C211

C212 C213 C214

64代

C251

C250

C215

C219
R208 R209 C224

C218 C253

65代

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
73代
R247

C281 R243

C280
74代

C287

R248

C289 R251 R252

R233 R227 R232
C282 R244 R245
75代
R269

C288 R250 R249

R253 R255

C290

R241

R254
76代
R272

C291

R256
77代

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
78代
R273 C311

C299

R263

C302

R261 R258 R259 R260

79代

C306
80代
C315

C313

R266
81代
R278 R275 R276

C304

R277

C316

R271 C308

R270
82代
C314

C318

83代
R280 R279 C321

C310
84代

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

85代

C335

C323

C325

D15

R303

D16

C336

R301 R302 C342 C341
C337

86代

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

87代

MH10
C353

88代

C338

C340

R294

C363

MH4 P9
XF1

C358
R295

C326

C327

D17

R304

D18

89代

C355 C356

91代

90代

C361 R323

C357

C359
P12

C360

MH7
R313 R314 R320 R311 R312 R322

付録C. PCBレイアウト

D. 115/230 V変換

D.1 ヒューズ

ヒューズはセラミック製サージ防止ヒューズ、0.25A（230V）または0.63A（115V）、5x20mm、例えばampLittlefuse 0215.250MXPまたは0215.630MXP。ヒューズホルダーは、本体背面のIEC電源入力とメインスイッチのすぐ上にある赤いカートリッジです（図D.1）。

図 D.1: ヒューズカートリッジ。230 V で動作する場合のヒューズの配置を示しています。
D.2 120/240 V変換
コントローラは、50～60Hz、110～120V（日本では100V）、または220～240VのACから電源を供給できます。115Vと230Vの間で変換するには、ヒューズカートリッジを取り外し、正しい電圧になるように再度挿入する必要があります。tagカバーの窓から e が見え、正しいヒューズ (上記のとおり) が取り付けられています。
41

付録D. 115/230 V変換

図D.2: ヒューズまたはボリュームの交換tage、ヒューズカートリッジカバーの左端にある小さなスロット（赤いボリュームのすぐ左）にドライバーを挿入して開きます。tageインジケーター。

ヒューズカートリッジを取り外すときは、カートリッジの左側のくぼみにドライバーを挿入します。ヒューズホルダーの側面にあるドライバーを使用して取り外そうとしないでください (図を参照)。

間違っている！

正しい

図 D.3: ヒューズカートリッジを取り出すには、カートリッジの左側のくぼみにドライバーを挿入します。
音量を変えるときtagつまり、ヒューズとブリッジクリップは、ブリッジクリップが常に下部にあり、ヒューズが常に上部にあるように、一方から反対側に交換する必要があります。下の図を参照してください。

D.2 120/240 V変換

図D.4: 230Vブリッジ（左）とヒューズ（右）。電圧を変更するときはブリッジとヒューズを交換してください。tage、挿入時にヒューズが最上部に残るようにします。

図 D.5: 115 V ブリッジ (左) とヒューズ (右)。

付録D. 115/230 V変換

文献
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46

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