Nauwkeurige meting van krachtige NIR-vezellasers:oplossingen en best practices

Witboek:Defensie

GESPONSORD DOOR:

Naarmate de precisie-eisen toenemen, zijn nabij-infrarood (NIR) fiberlasers onmisbaar geworden in de militaire, onderzoeks- en industriële materiaalverwerkingssectoren.

Hoogvermogen CW-fiberlasers (continuous wave) leveren nu een vermogen van 1 kW single-mode tot meer dan 100 kW multi-mode. Hun robuuste betrouwbaarheid, modulaire vezelaansluitingen, veelzijdige collimatie-optica en verwisselbare verwerkingskoppen (zowel Gaussisch als Top-Hat) maken ze tot de voorkeurskeuze voor veeleisende materiaalverwerkingstaken.

Het karakteriseren van deze krachtige stralen is echter niet triviaal. Terwijl conventionele thermozuilsensoren stroom- en energiemetingen met waterkoeling kunnen verwerken, vereisen belangrijke parameters (spotgrootte, straalvorm, brandpuntspositie en M²) geavanceerde technieken die vervorming of schade aan het meetsysteem voorkomen.

Heeft u geen account?

Overzicht

In 'Accurate Measurement of High-Power NIR Fiber Lasers' onderzoekt Yoni Groisman de dringende behoefte aan nauwkeurige, praktische metingen van NIR-fiberlasers die rond 1070 nm werken met vermogensniveaus variërend van een paar honderd watt tot enkele kilowatt. Nauwkeurige straalkarakterisering is van cruciaal belang voor procescontrole en kwaliteitsborging in alle toepassingen met hoog vermogen.

Traditionele methoden falen wanneer ze worden geconfronteerd met hoge vermogensdichtheden die het risico van sensorschade of bundelvervorming met zich meebrengen. Het artikel schetst drie hoofdstrategieën:(1) indirecte beeldvorming van zijwaarts verstrooid Rayleigh-licht (bijv. Ophir BeamWatch); (2) pinhole-scannen met een detector met één element, die omvangrijk en complex is; en (3) directe meting via CCD-bundelprofilers na extreme optische verzwakking.

Centraal in de discussie staat de Ophir LBS-300HP-NIR, een baanbrekende laserstraalsplitter die een optische demping van meer dan een miljoen levert. Door gebruik te maken van gepaarde UVFS-wiggen reflecteert het minder dan 0,0001% van de invallende straal naar een CCD-profiler, waardoor de vorm van de straal en de polarisatie behouden blijven en het achtergrondlicht wordt geminimaliseerd. Hij heeft een vermogen tot 5 kW en kan vermogensdichtheden tot 15 MWcm⁻² aan.

De LBS-300HP-NIR is voorzien van flexibele montage, compatibiliteit met standaard C-mount-accessoires en een reeks verwisselbare filters met neutrale dichtheid voor het nauwkeurig afstemmen van de intensiteit die de camera bereikt. Validatietests tonen duidelijkere, vervormingsvrije bundelprofielen aan vergeleken met conventionele verzwakkers.

Thermisch beheer is essentieel:de temperatuur van het apparaat kan met ~23°C stijgen na 10 minuten blootstelling aan 4 kW, dus actieve of passieve koeling en tijdslimieten worden aanbevolen om de meetintegriteit te behouden.

Of de LBS‑300HP‑NIR nu standalone wordt gebruikt of in grotere opstellingen wordt geïntegreerd, hij biedt betrouwbare, kosteneffectieve en nauwkeurige straalprofilering, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor een bredere toepassing van krachtige NIR-lasers in de industrie en het onderzoek.

Referenties omvatten gerelateerde literatuur over glasvezellasermetingen met hoog vermogen en de BeamWatch- en BeamGage-systemen van Ophir.