사례 연구

University of Münster의 Moku:Pro 레이저 락 박스를 사용한 공진기 길이 안정화

반복되고 시간을 많이 소모하는 작업의 제거를 통한 신호 특성화 목표 가속화

개요

120개 이상의 분야에서 학위 프로그램을 제공하는 독일 최고의 교육 기관인 University of Münster에서 박사 학위를 취득하세요. 학생 Michael Zwilich는 다양한 공간 프로필을 가진 빔의 특성을 파악하기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 단일 주파수 가우스 빔을 사용하는 일반적인 중력파 감지 방법과 마찬가지로 고차 가로 모드를 억제하는 대신 고체 레이저의 다양한 가로 모드를 전문으로 하는 Michael은 의도적으로 이러한 가로 모드를 생성하고 있습니다. 그러기 위해 그는 다음을 사용하고 있습니다. Moku:Pro 레이저 락 박스 그림 1에 표시된 PDH(Pound-Drever-Hall) 잠금 기술이 있습니다. 공진기 길이를 스캔하는 동안 공진기 내에서 공진하는 각 가로 모드(HG)는 그림 1에 표시된 오류 신호를 생성합니다. 그런 다음 사용자는 Lock Assist 기능을 사용하고 제로 크로싱 지점을 탭하여 공명합니다. 이 시점에서 공진기 길이는 레이저 주파수에 고정되어 원하는 가로 모드가 지속적으로 전송됩니다.

Moku:Pro는 일반적인 벤치 필수품부터 고유하고 필수 장비에 이르기까지 가장 실험적인 실험실 설정도 간소화할 수 있는 최대 14개의 소프트웨어 정의 장비를 제공합니다. Moku:Pro는 Michael에게 다양한 테스트 구성 옵션과 직관적인 iPad 기반 사용자 인터페이스를 통해 연구를 가속화하는 컴팩트 솔루션을 제공합니다.


오류 신호가 있는 레이저 잠금 상자 Moku:Pro 인터페이스

그림 1 : Pound-Drever-Hall 잠금의 일반적인 오류 신호 추적에 대한 내장 오실로스코프 보기를 보여주는 Laser Lock Box 인터페이스의 스크린샷

난제

Moku:Pro를 채택하기 전에 Michael과 그의 팀은 이전 실험 설정에서 특정 반복 공명 상태를 지속적으로 자극해야 했습니다. 공진기 길이를 늘려 결국 공진기 내 특정 가로 모드의 공진을 설정합니다. 그러나 Laser Lock Box가 없으면 Michael이 관심을 갖는 상태는 특정 시점에만 일시적으로만 존재하므로 신호를 감지하고 특성화할 수 있는 기회가 제한되었습니다. 

또한 Michael은 연구를 발전시키기 위해 이러한 단계를 자주 반복해야 했습니다. 이 프로세스는 시간이 많이 걸리고 반복적이었기 때문에 팀은 더 빠르고 효율적인 측정을 가능하게 하여 이 문제를 해결하기 위한 계측기를 찾았습니다.

해법

Moku:Pro Laser Lock Box를 사용하여 Michael과 그의 팀은 공진기 길이를 레이저 주파수에 고정함으로써 설정의 기계적 진동과 열적 변동을 보상하고 공진 상태를 무기한으로 유지할 수 있습니다. 

그는 “이제 국가가 잠겨 있으므로 내가 원할 때마다 볼 수 있다”고 말했다. "이것은 인생을 훨씬 더 쉽게 만듭니다." 

Moku:Pro를 사용하면 Michael은 더 이상 신호 특성을 분석할 수 있는 제한된 시간의 제약을 받지 않게 됩니다. 그림 2는 그가 Laser Lock Box를 사용하여 생성한 결과 가로 모드의 이미지를 보여줍니다. 공진기 길이를 능동적으로 제어함으로써 Michael은 선택된 가로 모드에서 진동을 강제할 수 있으며, 따라서 이 출력 모드는 공진기에서 지속적으로 방출됩니다.

PDH 잠금 University Munster의 가로 모드

그림 2: 결과 모드 이미지

Michael은 연구의 초기 프로토타이핑 단계에 있으므로 Moku:Pro를 사용하면 다양한 도구를 빠르게 실험할 수 있습니다. 

“Moku:Pro를 사용하면 전용 전자 제품을 구입하지 않고도 직접 사용해 볼 수 있습니다.”라고 Michael은 말했습니다. "다양성 덕분에 이것이 제대로 작동하는지 시험해 볼 수 있었습니다." 

표준 테스트 장비와 Laser Lock Box와 같은 복잡한 장비를 모두 제공하는 장치를 사용함으로써 Michael은 필요한 장비가 필요하다는 것을 알기도 전에 사용할 수 있게 되었습니다. 그는 특히 초기 연구 단계에서 기기 사용에 대한 구체적인 요구 사항을 알지 못해도 연구를 계속할 수 있습니다. 모니터링 및 분석을 위해 Moku:Pro도 사용했습니다. 오실로스코프, 파형 발생기진동수 응답 분석기 — 공간이 제한된 실험실에서 값비싼 테스트 장비를 추가로 구입하지 않고도 이 모든 작업을 수행할 수 있습니다.

액체 기구 사용하기 레이저 잠금에 대한 애플리케이션 노트, Michael은 레이저 잠금 시스템을 쉽게 설정했습니다.

Michael은 “그 전에는 정말 지루했어요.”라고 말했습니다.

애플리케이션 노트와 Laser Lock Box를 사용하여 Michael은 기술적인 측정 세부 사항에 대해 고민하는 대신 연구 목표에 더 집중할 수 있도록 설정을 간소화했습니다. 더 이상 설정 및 테스트 장비의 제약에 얽매이지 않기 때문에 Michael은 훨씬 빠르게 발전하고 있습니다. 그는 일반적으로 데스크탑 인터페이스를 사용하여 Moku:Pro를 제어하지만 추가 화면을 제공하고 연구실에서 쉽게 이동할 수 있는 iPad를 선호합니다.

iPad 인터페이스의 Michael은 “모니터 한 대에만 국한되지 않고 정보를 분산시킬 수 있습니다.”라고 말했습니다.

결과

Moku:Pro Laser Lock Box를 활용하여 Michael과 그의 팀은 초기 프로토타이핑 단계에서 연구를 가속화했습니다. 그는 설정을 더욱 최적화하고 Moku:Pro를 사용하여 신호를 지속적으로 모니터링함으로써 실험을 계속할 계획입니다. 

Moku:Pro의 다용성 덕분에 Michael은 테스트 장비에 대한 설정 작업을 수행하는 대신 연구에 집중할 수 있었습니다. 

“연구에서는 시작하기 전에 필요한 것이 무엇인지 정확하게 말할 수 없는 상황이 종종 있습니다. 따라서 바로 시작하여 시험해 본 다음 필요한 특정 항목이 무엇인지 확인할 수 있는 도구가 있으면 많은 일을 할 수 있습니다. 더 편해요.” 마이클이 말했습니다. 

Moku:Pro를 사용하면 새로운 전문 장비가 필요할 때 장애물에 부딪히는 대신 테스트를 확장하는 데 필요한 도구가 이미 존재했습니다.

에 대한 자세한 내용을 보려면 Moku:Pro, 에 문의하십시오 info@liquidinstruments.com.

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