Точные измерения мощных волоконных лазеров ближнего ИК-диапазона:решения и передовой опыт

Белая книга:Оборона

СПОНСОР:

По мере роста требований к точности волоконные лазеры ближнего инфракрасного диапазона (NIR) стали незаменимыми в военном, исследовательском и промышленном секторах обработки материалов.

Мощные волоконные лазеры непрерывного действия (CW) теперь обеспечивают мощность от 1 кВт в одномодовом режиме до более 100 кВт в многомодовом режиме. Их высокая надежность, модульные оконечные устройства для оптоволокна, универсальная коллимационная оптика и сменные обрабатывающие головки (как гауссовые, так и цилиндры) делают их предпочтительным выбором для сложных задач обработки материалов.

Однако охарактеризовать эти мощные лучи непросто. Хотя обычные датчики на термобатареях могут выполнять измерения мощности и энергии с водяным охлаждением, ключевые параметры — размер пятна, форма луча, положение фокуса и M² — требуют передовых методов, которые позволяют избежать искажений или повреждения измерительной системы.

У вас нет аккаунта?

Обзор

В статье «Точные измерения мощных волоконных лазеров ближнего ИК-диапазона» Йони Гройсман исследует острую необходимость в точных и практических измерениях волоконных лазеров ближнего ИК-диапазона, которые работают на длине волны около 1070 нм с уровнями мощности от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт. Точная характеристика луча имеет решающее значение для управления процессом и обеспечения качества во всех приложениях с высокой мощностью.

Традиционные методы терпят неудачу, когда сталкиваются с высокой плотностью мощности, которая может привести к повреждению датчика или искажению луча. В документе излагаются три основные стратегии:(1) непрямое изображение бокового рассеяния света Рэлея (например, Ophir BeamWatch); (2) сканирование точечных отверстий одноэлементным детектором, которое является громоздким и сложным; и (3) прямое измерение с помощью ПЗС-профилировщиков луча после экстремального оптического затухания.

Центральное место в обсуждении занимает Ophir LBS-300HP-NIR, революционный расщепитель лазерного луча, обеспечивающий оптическое затухание, превышающее один миллион. Благодаря использованию парных клиньев UVFS он отражает менее 0,0001% падающего луча на ПЗС-профилометр, сохраняя форму луча, поляризацию и минимизируя фоновый свет. Он рассчитан на мощность до 5 кВт и может выдерживать плотность мощности до 15 МВт/см⁻².

LBS‑300HP‑NIR отличается гибкими возможностями монтажа, совместимостью со стандартными аксессуарами с креплением C и набором сменных фильтров нейтральной плотности для точной настройки интенсивности, попадающей в камеру. Проверочные испытания демонстрируют более четкие профили луча без искажений по сравнению с обычными аттенюаторами.

Управление температурным режимом имеет важное значение:температура устройства может повыситься примерно на 23 °C после 10 минут воздействия мощности 4 кВт, поэтому для сохранения целостности измерений рекомендуется активное или пассивное охлаждение и ограничения по времени.

Независимо от того, используется ли он автономно или интегрирован в более крупные установки, LBS-300HP-NIR обеспечивает надежное, экономичное и точное профилирование луча, открывая путь к более широкому внедрению мощных NIR-лазеров в промышленности и исследованиях.

Ссылки включают соответствующую литературу по измерениям с помощью мощных волоконных лазеров и системам Ophir BeamWatch и BeamGage.