青紫色LD光源AOS303-406nm-10mW 48時間安定度テスト

４８時間テストを行いました。４時間、８時間、１２時間、４８時間と連続してのテストでしたので、トータル７２時間の連続運転テストでもありました。目標の０．３％はほぼ達成しましたが、ここまで来るとまた０．３％の変動原因は何かと考えてしまいます。緩やかに出力が低下しているのは、午前中に室温が上昇するときの変化です。これは放熱とのバランスの変化によるものか、駆動電源の温度変化によるものか、今のところ不明ですが、おそらく放熱容量の問題でしょう。

 

405nm10mW LD光源ユニット 安定性

やっと出来た感じですね。室温２℃変化に対して、１２時間変動約０．１％
青紫LDで出来れば他のLDは同じです。次は４８時間テストです。

 

405nm10mWLD光源ユニットAOS303-405-10mW

LDユニットＡＯＳ３０３－４０５－１０ｍWと温度制御機能付きLD駆動電源TOS304を組み合わせたセットにおいて４時間の温度特性を測りました。
下の写真はスペクトルを測っているものです。
スペクトルは富士山型になっていますので、出力がパラパラ変動するモード・ホッピングはありません。



  弊社では１０数年、LDファイバー・モジュールの温度制御に取り組んでいます。室温±３℃の変化に対して、２４時間（または４８時間）出力変動０．３％以下を目標にやっていますが、近づきつつありますが今までのところ難しいです。
LDモジュールをペルチェ素子で温度を一定にしても、LD駆動回路の抵抗などの部品が温度が変わると常数が変わる。駆動回路の発熱で駆動回路も変化するし、その熱でモジュールの環境温度も変化する。また放熱の容量が充分大きいとか、放熱のバランスが一定でないと出力が変動する。エアコン制御された室内環境において出力変動１％以下で満足するなら悩むことは何も無いのですが。
最初の頃はパワーメーターも室内温度の変化によって感度が変わっている場合もありました。それでは何を測定しているか分からない。いろいろ長年試行錯誤した結果、今のところ駆動回路の発熱に影響を受けないように駆動回路とLDユニットを分離する方法を選択しました。そうすると一台の駆動電源で回路のないLDユニットを交換することで利用できるのでトータル・コストが安くなるメリットがでます。
１０ｍW程度の出力では、室温の安定した環境で使用する分には温度制御の無いAOS108タイプで充分かも知れません。ただし、縦モード・シングルの可干渉性（コーヒーレンシ）タイプは１０ｍWでも温度制御が必要な場合もあります。
そして弊社は安定度の実測データをこのように公開しています。
青色、青紫色LDは他の可視光LDに比べて駆動電圧が高いので発熱が大きく、他のLDより精密な温度制御が難しい。青色で出来れば他は問題ないと思います。工夫を追加して現在実験中の青紫LDユニットは良さそうです。エアコンOFFの自然室温の中で室温１℃変化の中での４時間で変動０．１％のデータが得られています。

 

405nm 50mW LD･PMF ﾓｼﾞｭｰﾙ 安定度テスト

青紫色ＬＤ波長４０６ｎｍ、１２０ｍＷタイプに、コア３．６μｍ偏波面保存シングル・モードファイバー（PMFフジクラ製SMC40P)１．５ｍを取り付け、安定度テストを行いました。室内はエアコンＯＦＦで、ペルチェ素子によりＬＤモジュールの温度を一定にセットしてのテストです。２４時間、４８時間の耐久テストには合格しました。　








室温の急激な変化がある場合は、変動は当然大きくなります。概ね変動は１２時間でも常に１％以下をキープしていますが、このパワーだとLDの発熱が大きく目標の２４時間０．３％以下はまだ難しいです。室温がエアコンにより一定の場合は可能と思われます。

PMF出力６０ｍWで８時間連続出力でも特に問題は見られませんでした。
温度制御のノウハウがありますので写真をお見せできないのが残念です。