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高达200mm尺寸的光束轮廓分析方案

作者:维尔克斯  时间:2021-4-27 9:50:02

日常的激光测量和应用中,用户在搭建系统方案或在镜片检测监控时偶尔会遇到下面这种情况——激光光斑尺寸严重超出可检测面积,导致用户无法采集当前激光束截面能量分布及尺寸的状态,通常解决这个问题很简单,将CMOS前移,接受小光束尺寸就可以,或者通过聚焦镜/缩束镜对光束进行二次处理。


但是在一些应用中,并不允许这种操作,例如使用工程散射片时,不可避免的会涉及到光束的发散,固定的发散角度会导致工作距离越长,光斑尺寸随之变大。此时当客户在后端加装聚焦镜时,需要在固定的焦平面附近采集数据,此时,并不允许用户随意去移动检测设备,还有部分用户应用需要检测固定位置的真实能量分布状态,因此要求CMOSCCD面积要足够大。

目前海纳光学所代理的光斑分析仪厂家为以色列DUMA和美国Dataray,所接触到最大的光斑分析仪传感面积是25.4mm × 25.4mm,以及58mm × 45mm,但是光斑分析仪的传感面积并不是可检测最大的光束直径,不仅仅是因为极值不可用,还因为我们定义以及观测的光束直径面积是高斯能量分布13.5%位置的直径尺寸,低于13.5%部分的光束尺寸相比于光束直径会更大,但是在检测时,需要将光束全部纳入传感面积内,这就导致可检测最大光束直径仅相当于设备传感器直径的一半多一些。

在大尺寸光斑分析仪无法满足测试需求时,用户只能退而求其次,通过移动相机的检测位置来检测小光束尺寸的参数,或者采取缩束的方式减小光斑直径,因为更大尺寸的CCD/CMOS往往代表着更高的价格,导致用户只能在测量精准以及高成本之间做抉择。

海纳光学所代理的美国Dataray厂家为大尺寸光束检测提供了一种实用的检测方案,大尺寸光束分析方案 LBPS ( Large Beam Profiling System ) 通过层压观察屏以及大口径光斑分析仪,为超过直径50mm的光斑测量提供了可能性,通过将光斑照射在层压观察屏上,通过光斑分析仪和镜头在透射屏后面间接测量,分析直径高达200 mm的光束,并消除光学斑点的影响,大光束轮廓分析系统是通过测量光束照射层压观察屏,并使用高质量的镜头将强度分布重新成像到光束分析设备上,以此来实现测量大光束光斑状态。LBPS通过消除散斑效应,通过计算准确的像素倍增因子和校正几何光束畸变,使该系统克服了这个方案出现散斑影响的典型问题。

LBPS与DataRay的功能齐全,且高度可定制,以用户为中心的软件兼容模式,该软件不收取任何费用,无限制安装和免费软件更新。LBPS中使用的传感器是DataRayWinCamD-LCM光束轮廓分析仪;LBPS-200使其扩展了测量大光束的能力上限。

该系统实现了用户大/小尺寸光束以及大面积的能量分布状态的检测,利用CMOS传感器与重组镜头和配合,对投影在层压观察屏上的光斑进行重构分析,值得注意的是,该系统使用层压观察屏来成像,仅允许对非相干光束进行分析,该将系统用于非相干照明,将观察到明显的散斑(振幅调制)。对于相干光,DataRay提供了带有移动屏幕的系统来平均散斑,以消除散斑对检测结果的影响。

具体使用时,将带有成像镜头的相机放在透射屏幕的一侧,而光源照亮屏幕的另一侧,通过间接的方式实现光束诊断分析功能。






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