ちょっと、そこ！ 355nm ビームエキスパンダーのサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスの性能をテストする方法についてよく質問されます。まあ、私がプロセス全体を説明するので、あなたは幸運です。
まず、355nm ビームエキスパンダーの機能を理解しましょう。コリメートを維持しながら 355nm レーザービームの直径を拡大するように設計されています。これは、レーザー材料加工、科学研究、さらには一部のハイテク製造プロセスなど、多くのアプリケーションで非常に役立ちます。
基本を理解する
テストに入る前に、355nm ビームエキスパンダーの主要な性能パラメータをいくつか知っておくことが重要です。これらには、拡大率、ビーム発散、波面品質、および伝送効率が含まれます。
倍率は非常に簡単です。ビーム径がどの程度増加するかを示します。たとえば、1x 入力ビームと 5x ビームエキスパンダがある場合、出力ビーム直径は 5 倍大きくなります。
ビーム発散とは、ビームが移動する際にどれだけ広がるかということです。優れたビームエキスパンダーは発散を可能な限り低く保ち、十分に平行化された出力ビームを確保する必要があります。
波面の品質とは、出力ビームの波面がどの程度平坦で均一であるかを指します。波面の歪みは、高精度のレーザービームを必要とするアプリケーションで問題を引き起こす可能性があります。
伝送効率は、入力ビームのパワーに対する出力ビームのパワーの比です。高効率ビームエキスパンダーは電力損失が少ないことを意味し、常にプラスとなります。
拡大率のテスト
倍率をテストするには、355nm ビームを発するレーザー光源、ビーム プロファイラー、および定規またはその他の測定装置が必要です。
まず、ビームプロファイラーを使用して入力ビームの直径を測定します。レーザー光源から一定の距離で測定が行われていることを確認してください。次に、355nm ビームエキスパンダーをビーム経路に挿入します。レーザー光源からの入力ビームを測定したのと同じ距離で、エキスパンダーから出力ビームの直径を測定します。
次に、出力ビーム直径を入力ビーム直径で割ることによって倍率が計算されます。たとえば、入力ビームの直径が 2mm、出力ビームの直径が 10mm の場合、倍率は 5 倍になります。測定された倍率がビームエキスパンダーの指定値と大きく異なる場合は、デバイスに問題がある可能性があります。
ビーム発散の測定
ビーム発散の測定は少し難しい場合があります。一般的な方法の 1 つは、遠距離場近似を使用することです。ファーフィールドでは、ビームエキスパンダーから 2 つの異なる距離でビーム直径を測定することでビーム発散を計算できます。
355nm レーザーとビームエキスパンダーをセットアップします。ビームプロファイラーを使用して、エキスパンダーからの距離 (z_1) でのビーム直径を測定します。次に、エキスパンダから 2 番目の距離 (z_2) のビーム直径を測定します。ビーム発散 (\theta) は、次の式を使用して計算できます。
(\theta=\frac{d_2 - d_1}{z_2 - z_1})
ここで、(d_1) と (d_2) はそれぞれ距離 (z_1) と (z_2) でのビーム直径です。
適切に設計された 355nm ビームエキスパンダーは、ビーム発散が小さい必要があります。測定された発散が高すぎる場合は、エクスパンダ内の光学コンポーネントの位置ずれなどの問題を示している可能性があります。
波面品質の評価
波面の品質は、波面センサーを使用して評価できます。波面センサーは、ビームプロファイル全体にわたる光波の位相を測定し、完全な平面波からの逸脱を検出できます。
355nm レーザーとビームエキスパンダーをセットアップします。出力ビームを波面センサーに向けます。次にセンサーは、ビーム全体の位相変化を示す波面マップを生成します。
波面マップで重大な位相の変化や収差を探します。これらは、ビームエキスパンダーの光学素子の製造上の欠陥、または位置ずれによって引き起こされる可能性があります。高品質のビームエキスパンダーは、波面誤差が波長の数分の一未満である必要があります。
伝送効率の評価
伝送効率を評価するにはパワーメーターが必要です。まず、パワーメーターを使用して入力 355nm ビームのパワーを測定します。次に、ビームエキスパンダーをビーム経路に挿入し、出力ビームのパワーを測定します。
伝送効率 (\eta) は次の式を使用して計算されます。
(\eta=\frac{P_{out}}{P_{in}}\times100%)
ここで、(P_{in}) は入力ビームのパワー、(P_{out}) は出力ビームのパワーです。
高品質の 355nm ビームエキスパンダーは、少なくとも 90% の伝送効率を備えている必要があります。測定された効率が低い場合は、エクスパンダの光学要素での吸収または散乱が原因である可能性があります。
一般的な問題とトラブルシューティング
テスト プロセス中に、いくつかの一般的な問題が発生する可能性があります。たとえば、測定された倍率が正しくない場合、ビームエキスパンダーの位置ずれや光学素子の損傷が原因である可能性があります。エキスパンダーの位置を再調整して、目に見える損傷がないか確認してください。
ビーム発散が大きすぎる場合は、光学コンポーネントの位置ずれがないか確認してください。発散を修正するには、エキスパンダー内のレンズの位置を調整する必要がある場合があります。
光学面の汚れや損傷により、伝送効率が低下する可能性があります。光学素子は、適切な洗浄液と糸くずの出ない布を使用して慎重に洗浄してください。
結論
355nm ビームエキスパンダーの性能をテストすることは、さまざまな用途で適切に機能することを確認するために非常に重要です。上記の手順に従うことで、ビームエキスパンダーの拡大率、ビーム発散、波面品質、伝送効率を正確に測定できます。
高品質の 355nm ビームエキスパンダーをお探しの場合は、当社が対応します。私たちの355nmビームエキスパンダー最高のパフォーマンス基準を満たすように設計されています。もご用意しておりますズームビームエキスパンダーより柔軟なアプリケーションの場合、また別の波長が必要な場合は、532nmビームエキスパンダー素晴らしいオプションです。
ご質問がある場合、またはビームエキスパンダーの購入に興味がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、お客様のレーザー用途に最適なソリューションを見つけるお手伝いをいたします。
参考文献
- 『エンジニアのための光学』ジョゼフ・M・ギアリー著
- 『レーザービーム整形: 理論と技術』Fred M. Dickey および Scott C. Holswade 著