美國(guó)Dataray的工業(yè)激光焦點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（ILMS）將重新成像的LensPlate2組件和高功率保偏采樣器（PPBS）相結(jié)合，以使用WinCamD-LCM光斑分析儀并通過(guò)附帶的軟件像素倍增因子（PMF）來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率工業(yè)激光器的焦點(diǎn)監(jiān)控，該系統(tǒng)主要通過(guò)在放大束腰的同時(shí)對(duì)其能量的一部分進(jìn)行采樣分析，該系統(tǒng)允許對(duì)小至幾個(gè)微米的光纖光束點(diǎn)進(jìn)行二維測(cè)量實(shí)現(xiàn)高功率聚焦光斑檢測(cè)。

詳細(xì)介紹

實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的高功率采樣工業(yè)激光焦點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（ILMS）

海納光學(xué)所代理的美國(guó)Dataray為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的激光分析診斷方案，在部分科研設(shè)計(jì)或生產(chǎn)應(yīng)用中，不可避免的會(huì)遇到兩個(gè)問(wèn)題：小尺寸光束以及高功率。

焦點(diǎn)聚焦激光輪廓分析儀不同于使用刀口式原理或狹縫式原理的光斑分析儀，以CMOS作為主要探測(cè)元件的光斑分析儀可以實(shí)時(shí)采集光束截面的真實(shí)狀態(tài)，通過(guò)軟件中的像素倍增因子（PMF）可以實(shí)現(xiàn)突破相機(jī)最小光束測(cè)量尺寸的極限，不同的配置方案可以更好地滿(mǎn)足用戶(hù)使用需求。

工業(yè)激光監(jiān)控系統(tǒng)（ILMS）將重新成像的LensPlate2組件和高功率保偏采樣器（PPBS）相結(jié)合，通過(guò)WinCamD-LCM作為最終檢測(cè)設(shè)備，CMOS傳感器使得該設(shè)備可以呈現(xiàn)檢測(cè)激光截面的真實(shí)值，大功率聚焦光斑分析儀可放大光束束腰，使其呈現(xiàn)在無(wú)限遠(yuǎn)處，同時(shí)對(duì)光束能量的一小部分進(jìn)行采樣，LensPlate2組合的放大率允許對(duì)小至幾微米的光束點(diǎn)進(jìn)行全二維測(cè)量。

ILMS 使用光束采樣和放大光學(xué)器件，通過(guò) WinCamD-LCM 成像輪廓儀監(jiān)測(cè)高功率光纖輸出或光束聚焦。

值得注意的是，無(wú)論使用任何功率的激光器時(shí)，都需要遵循適當(dāng)?shù)募す獍踩珔f(xié)議，請(qǐng)參閱ANSIZ136.1。一定要了解光程光路，包括每一次通過(guò)玻璃表面的反射/透射狀態(tài)。PPBS采樣器具備三個(gè)釋放激光輻射的孔，Residual 1、Residual 2和Output。大部分功率將退出Residual 1面，預(yù)計(jì)功率高達(dá)99%的光束功率將會(huì)離開(kāi)Residual 1，Residual 2的輸出可能低于1%或保持在50%左右，具體輸出取決于材料、波長(zhǎng)和輸入偏振狀態(tài)。小心并假設(shè)光束陷阱（或其他吸收能量的元件會(huì)很熱。）

注：650-1050 nm鍍膜透鏡的損傷閾值為1000 W/cm和 5.0 J/cm2

像素倍增因子（PMF）：

在高功率聚焦激光輪廓分析儀的軟件使用過(guò)程中，Pixel Multiplication Factor必須正確設(shè)置，以便軟件能夠自動(dòng)適應(yīng)ILMS放大倍數(shù)。像素倍增因子（PMF）必須設(shè)置為放大倍數(shù)的倒數(shù)，如：型號(hào)為ILMS-5X-LCM的5倍工業(yè)激光監(jiān)控系統(tǒng)要求PMF值為0.2（1/5），如下圖所示，所有測(cè)量值均按照PMF值顯示，當(dāng)PMF設(shè)置正確時(shí)，無(wú)需手動(dòng)計(jì)算校正值。

工業(yè)激光焦點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（ILMS）鏡頭設(shè)計(jì)：

LensPlate2 中的每個(gè)透鏡都設(shè)計(jì)用于在無(wú)限共軛比下為接近軸的光束提供性能。對(duì)于激光器，這意味著每個(gè)透鏡一側(cè)的光束應(yīng)該被準(zhǔn)直以獲得性能，如圖所示。 LensPlate2被校準(zhǔn)，使得當(dāng)光束入射到 WinCamD 成像傳感器時(shí)，輸出透鏡的焦點(diǎn)將與 WinCamD 成像傳感器重合。輸出透鏡被準(zhǔn)直，從而滿(mǎn)足光學(xué)性能的無(wú)限共軛比要求。

無(wú)限共軛比示例

離軸性能

海納光學(xué)提供Dataray所生產(chǎn)的透鏡板，該元件通常設(shè)計(jì)用于使用消色差或非球面透鏡進(jìn)行軸上測(cè)量，涵蓋大多數(shù)激光測(cè)量應(yīng)用。若需要更好的離軸成像的應(yīng)用通常需要為離軸成像校正的輸入物鏡。此類(lèi)物鏡可以從第三方購(gòu)買(mǎi)，并作為無(wú)限遠(yuǎn)校正顯微鏡物鏡出售。DataRay 可以幫助選擇合適的無(wú)限遠(yuǎn)校正物鏡作為輸入鏡頭。