Browsing by Author "Lahti, Kristian"

Now showing 1 - 6 of 6

Computer controlled laser stabilisation
(2002) Vahala, Eero
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Digital frequency stabilization of a Nd:YAG solid state laser using a high-finesse interferometer as a reference
(2001) Heiliö, Miika
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Taajuusstabiilien lasereiden avulla on mahdollisuus saavuttaa suhteellinen erottelukyky, joka on yli 10[17] sillä edellytyksellä, että laserin aallonpituus voidaan stabiloida muutamien millihertsien suuruusluokkaan. Tämä ominaisuus tekee taajuusstabiloidusta laserista erittäin tehokkaan työkalun muun muassa mittaustekniikassa, kvanttioptiikassa sekä useilla muilla optiikan osa-alueilla. Tämän työn tarkoituksena oli rakentaa taajuusstabilointisysteemi kiinteän olomuodon Nd:YAG laseria varten käyttämällä optista taajuusreferenssiä, jolla on erittäin korkea hyvyysluku sekä digitaalielektroniikkaa takaisinkytkennässä. Digitaalinen elektroniikka valittiin perinteisen analogisen elektroniikan sijaan, koska viime aikoina on tullut saataville suhteellisen tehokkaita digitaalisia signaalinkäsittelylaitteita, jotka alkavat suorituskyvyltään olla vertailukelpoisia analogisten järjestelmien kanssa. Analogisten systeemien heikkoutena ovat nk. offset jännitteet sekä lämpenemisestä aiheutuva ryömintä. Digitaalitekniikka ei kärsi edellä mainituista ongelmista, lisäksi se tarjoaa ohjelmoitavuutensa ansiosta monipuolisia ominaisuuksia, joita voidaan hyödyntää automatisoitua laserstabilointisysteemiä rakennettaessa. Tämän työn koejärjestely koostuu mm. 500mW:n Nd:YAG laserista, jonka aallonpituus on 1064 nm, Motorolan DSP56311EVM signaalinkäsittelyprosessorista, joka suorittaa efektiivisesti yli 200 miljoonaa komentoa sekunnissa sekä 16-bittisistä AD- ja DA-muuntimista, jotka muodostavat rajapinnan digitaalisen ja fysikaalisen maailman välille. Toteutettu systeemi toimii odotetulla tavalla tarjoten seuraavanlaisia ominaisuuksia: lukituskohdan automaattisen haun, lukituksen säilyttämisen vapaavalintaisen ajan yli sekä lukituspisteen uudelleen haun siinä tapauksessa, että lukitus menetetään esim. akustisten häiriöiden takia.
Mikromekaanisen suurihyvyyslukuisen piioskillaattorin prosessointi ja mittaaminen
(2000) Nera, Kaisa
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Työn tavoitteena oli valmistaa ja karakterisoida mikromekaaninen oskillaattori, jolla olisi mahdollisimman suuri hyvyysluku eli Q-arvo. Korkea Q-arvo mahdollistaa erittäin herkkien mekaanisten värähtelijöiden käytön mm. fysiikan perustutkimuksessa ja useissa anturisovelluksissa. Suuren hyvyysluvun edellytyksenä on oskillaattorin energiahäviöiden minimoiminen. Häviöiden suuruuteen voidaan vaikuttaa mm. materiaalin valinnalla ja rakenteen suunnittelulla. Oskillaattorit valmistettiin TKK:n Mikroelektroniikkakeskuksen puhdastilassa. Materiaaliksi valittiin yksikiteinen pii sen erinomaisten elastisten ominaisuuksien sekä puhdastilassa käytössä olevien valmistusmenetelmien vuoksi. Valmistusprosessia pyrittiin kehittämään helposti toistettavaksi. Suurin huomio kiinnitettiin anisotrooppisen märkäetsausprosessin kehittämiseen. Valmistetut oskillaattorit perustuivat torsionaalisesti värähtelevään tasapainotettuun perusrakenteeseen johtuen kirjallisuudessa raportoiduista hyvistä tuloksista vastaavanlaisten rakenteiden mittauksista. Tunnettuja konstruktioita pyrittiin pienentämään ja muuttamaan siten, että värähtelyenergian siirtyminen aktiiviselta alueelta ympäröivään kehysrakenteeseen vähenisi entisestään. Oskillaattorien karakterisointiin käytettiin optisia mittausmenetelmiä, jotka eivät itsessään häiritse oskillaattorien liikettä, eivätkä vaadi ylimääräisten mittauselektrodien tms. integrointia oskillaattorien yhteyteen. Työn tuloksena onnistuttiin valmistamaan ja karakterisoimaan piioskillaattoreita, joiden mekaanisen resonanssin Q-arvo taajuudella 80 kHz oli n. 1,2 miljoonaa tyhjiössä ja huoneen lämpötilassa. Taajuusyksiköissä vastaava resonanssin leveys oli 70 mHz, jota voidaan pitää kansainvälisesti varsin hyvänä arvona mikromekaanisille rakenteille. Mittauksia suoritettiin varioimalla ulkoista painetta, lämpötilaa ja kiinnitystapaa, joista erityisesti paineen vaikutus voitiin systemaattisesti selittää, mutta erilaisilla oskillaattorin kiinnitystavoilla havaittiin olevan ennalta arvioitua huomattavasti suurempi merkitys lopulliseen kokonaishyvyyslukuun.
Optical interferometry on a mechanical silicon oscillator
(2001) Hahtela, Ossi
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Phase-Matching in the Optical Nonlinear Process of Second Harmonic Generation
(2001) Lahti, Kristian
Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
Realization of the luminous flux scale using the absolute integrating sphere method
(1998) Lahti, Kristian
Helsinki University of Technology | Master's thesis
Tarve optisten mittanormaalien kehittämiseen on viime vuosina kasvanut. Valaistusteollisuus on perinteisesti ollut näiden normaalien suurin käyttäjä. Optisen tietoliikenteen ja optisen anturitekniikan nopea kehitys on osaltaan tuonut uutta tarvetta näille standardeille. On tärkeää, että teollisuudessa vallitsee yhteisymmärrys optisten suureiden mitta-asteikoista, jotta voitaisiin kehittää optisia instrumentteja ja järjestelmiä kansalliseen ja kansainväliseen käyttöön. Tässä työssä on syvällisesti tutkittu valovirran normaalin realisointimenetelmää nimeltä absoluuttinen integroivan pallon menetelmä. Teoreettiseen analyysiin perustuen on suunniteltu valovirran primäärinormaali. Tämä normaali koostuu integroivasta pallosta ja aikaisemmin kehitetyn illuminanssistandardin avulla realisoidusta fotometristä. Yhdysvaltain National Institute of Standards and Technology'n kehittämässä menetelmässä on aikaisemmin käytetty miniatyyrikokoisia hehkulamppuja integroivan pallon spatiaalivasteen korjauskertoimen määrittämiseen. Diplomityössä on tutkittu valoa emittoivien diodien käyttöä spatiaalivasteen määrittämisessä. Tässä työssä näiden diodien on osoitettu täyttävän kaikki tarvittavalle valonlähteelle asetetut kriteerit. Suunniteltua laitteistoa tullaan käyttämään Suomen valovirran primäärinormaalin realisoimisessa.