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 world news

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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。
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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
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