MatCalorie™: Anwendungshinweis zur Absorptionsmessung für Laseroptiken
Autor: Christopher Lee – F&E-Manager
Absorptionskoeffizienten optischer Komponenten in Hochleistungsanwendungen sind ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der Qualität optischer Komponenten. Optische Komponenten mit höheren Absorptionskoeffizienten absorbieren einen größeren Anteil des optischen Strahls, was zu einem thermischen Durchgehen führen kann. Dieses Phänomen beeinträchtigt die Qualität von Laserstrahlen und untergräbt die Qualität von Laserbearbeitungsprozessen. Daher ist es für Endbenutzer wichtig, optische Komponenten mit kleinen Absorptionskoeffizienten zu verwenden.
Funktionsprinzip
MatCalorie™ ist das weltweit erste kommerzielle Absorptionsmesssystem für optische Komponenten. Das Gerät entspricht der ISO-Norm und basiert auf dem Prinzip der Kalorimetrie, bei der die optische Komponente mit einem kollimierten Laserstrahl beleuchtet wird . Ein Teil der Laserenergie wird absorbiert und in Wärme umgewandelt, was sich als Temperaturanstieg der optischen Komponente während der Prüfung bemerkbar macht.
Das System ist vollständig automatisiert und an kalorimetrische Messungen mit Laserbetriebswellenlängen von 1 um und 10.6 um anpassbar, um den Gesamtabsorptionskoeffizienten (Oberfläche und Masse) relativ dünner Proben (2 mm bis 9 mm) zu bestimmen. Es funktioniert im Transmissions- und im 0/45°-Reflexionsmodus.
Die wichtigsten Spezifikationen sind in Tabelle 1 aufgeführt:
| Modell | Mat'C-1um | Mat'C-10um | Mat'C-1um-10um |
| laser licht | YAG | CO2 | YAG & CO2 |
| Wellenlänge | 1 µm | 9.4/10.6 µm | 1 & 10.6 μm |
| Tuning | W ~ 10 | W ~ 10 | W ~ 10 |
| Stabilität | <10% | <3% | < 3 % & < 10 % |
| Ausrichtung | Sichtbarer Strahl | Sichtbarer Strahl | Sichtbarer Strahl |
| Muster | Transmissionsfenster, Fokussierlinse, reflektierend Spiegel usw. | Transmissionsfenster, Fokussierlinse, reflektierend Spiegel usw. | Transmissionsfenster, Fokussierlinse, reflektierend Spiegel usw. |
| Absorption Auflösung | 0.01% | 0.01% | 0.01% |
Das wichtigste kennzeichnende Merkmal unseres Produkts ist das Design der Vakuumkammer, das seine kompakte Größe ermöglicht. Zu den weiteren Merkmalen gehören automatisierte Funktionen, um eine schlüsselfertige Lösung für Messungen des Absorptionskoeffizienten in der Fabrik bereitzustellen. Das Design der Laserkalorimetrie basiert auf differenziellen thermischen Messungen mit Duo-Sensoren. Die Multieffekt-Streuungseliminierung wurde durch ein miniaturisiertes Kammerdesign erreicht. In der Software ist ein Dreipunkt-Algorithmus implementiert. Die Verbesserungen des entwickelten Kalorimetriesystems gegenüber konkurrierenden Technologien, obwohl nicht im Handel erhältlich, sind hoch in Auflösung, Einfachheit und Kosteneffektivität. Die Innovation wurde 2014 von SPIE vorgestellt.
Anwendungen
Das System verfügt jetzt über Industrie-4.0-Fähigkeiten und integriert Systemdaten als Feedback, um den Zustand der Komponenten im System zu bestimmen. Diese Technologie gewährleistet maximale Funktionalität für die Absorptionsmessung.
Das System könnte in den folgenden Anwendungsszenarien verwendet werden, ist aber nicht darauf beschränkt:
- Massenabsorption neuer oder einzigartiger Materialien.
- Massenabsorption von Material, das in der additiven 3D-Fertigung verwendet wird.
- Beschichtungsqualität und Substratcharakterisierung in Fertigungsprozessen.
- Anwendbare Materialien: ZnSe/Quarzglas/Kupferspiegel/Diamant/polierter Stahl usw.
