world news ビームプロファイリング リアルタイムビームプロファイリングによる レーザ出力の最適化 材料加工アプリケーション用にレー リアルタイムレーザパワー 米ニューポート社製)の 5 または 10kW ザビームプロファイルが最適化されて 既存の最適化技術は、レーザパワー の水冷サーモパイルセンサから、USB いない場合、切断速度の低下や切断端 を測定するための単純なサーモパイル 接続されたローカルラップトップ PC に ドロスの増大(結果的にはドロス除去 計測機器と、二酸化炭素( CO2 ) レーザ データを送ることによって、マイクロ の手間と時間の増加) 、およびメンテ の場合には加工物でのレーザビーム形 ワットからキロワットの平均出力レベ ナンスの増大による休転時間の頻発な 状を測定するためのアクリルブロック ル、および深紫外からテラヘルツの波 どで、時間と費用が浪費される。これ とで構成されている。アクリル内のモー 長範囲( x-y 形のグラフィカルなアウト は従来のレーザ計測法が時間経過に伴 ドバーンは、通常、ビームオン時間から プットによる)の不確定な時間での出 うレーザ機能の変化(レーザはターンオ ビームターンオン後、約 1 秒半までに 力の急上昇とドリフトが明らかになる。 ンから数秒間は急激にゆらぐ)を示す 作られた形状からなる。 これらは準最適レーザ動作の指示にな ことができないためである。それに対 数秒間を越えるレーザ計測は(レー りうる。 し、リアルタイムサーモパイルパワー ザターンオンからちょうど数秒に比べ これらのサーモパイルセンサは、レ 測定とビームプロファイリング技術は、 て) 、単純なサーモパイルセンサで得 ーザ光源によって生成された温度差を レーザユーザーに対して時間ベース計 られる単一の数値では見落されるレー ワット単位でレーザパワーに相関する 測を提供することによってレーザ加工 ザの平均パワーの傾向も明らかにする。 電気信号へと変換する。測定されたデ 成果を向上させた。 オフィール・スピルコン ( Ophir-Spiricon: ータはハンドヘルドメータまたは添付 図1 CO2 レーザのリアルタイムビームプロファイリングは安定したビームプロファイル(右上)には存在しないビーム不規則性と不安定性(左上) を明らかにした。これらのビーム不規則性は材料加工アプリケーションにおける不良(左下)と良好(右下)結果の差である。 14 2015.1 Laser Focus World Japan ソフトウエアで動作するローカル PC アル分析も容易になる(図 1 ) 。レーザ 測定であり、これは 0 から 1 の間の値 のいずれかに送られる。このセンサは、 ユーザーは数分間以上ビームプロファ またはパーセンテージのどちらかで表 ±3% の精度で絶対測定を提供する米 イルを見ることができる。さらに、こ わされ、ビームの「丸さ」 (多方向切断 国立標準技術研究所( NIST )のトレー のアナライザをレーザパワー測定シス による切断一貫性を最適化するために サブル光源によってキャリブレーショ テムに結合すれば、ビームプロファイリ 重要)の尺度になる。最後は、ビーム ンされている。 ングとパワー測定を同時に実行できる。 安定性の測定であり、時間経過に伴う 加工物でのレーザ出力とレーザモー ビーム位置のヒストグラムが得られる。 ドのリアルタイムでのビジュアル表示 「製品デモンストレーションの際、レ スピルコンモードチェック( Spiricon に加えて、レーザユーザーが利用でき ーザユーザーがかつて一度も見たこと ModeCheck )ビームアナライザは 1 秒 る 3 つのビームプロファイリング測定 がない彼らのビームを見て、リアルタ 間に15回プロファイルデータを取得し、 がある。 イムビーム測定が彼らの時間と経費を ビームオン時間からビームターンオン 第 1は、13.5%ピークビーム径アルゴ 節約できる方法であることを理解し始 後数秒までのビームプロファイルを示 リズムを使った、ビームの長軸と短軸 め、晴れやかな顔になるのを見て、本 すカラーコード化表示が得られるよう ならびに全ビーム径の測定であり、ビ 当に楽しかった」とオフィール・スピル にプログラム化することができる。例 ームサイズがレーザシステムメーカー コンの製品スペシャリスト、ジョン・マッ えば、材料加工アプリケーションにお の仕様書の範囲にあることを確かめる コレー氏( John McCauley )は語った。 ける切断品質の改善につながるビジュ ことができる。第 2は、ビーム楕円率の ( Gail Overton )LFWJ リアルタイムビームプロファイリング Laser Focus World Japan 2015.1 15
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