MatCalorie™: Pomiar absorpcji dla optyki laserowej Nota aplikacyjna
Autor: Christopher Lee – kierownik ds. badań i rozwoju
Współczynniki absorpcji elementów optycznych w aplikacjach dużej mocy są ważnym parametrem określającym jakość elementów optycznych. Elementy optyczne o wyższych współczynnikach absorpcji pochłaniają większą część wiązki optycznej, co może powodować niekontrolowany wzrost temperatury. Zjawisko to wpływa na jakość wiązek laserowych, podważając jakość procesów obróbki laserowej. W związku z tym ważne jest, aby użytkownicy końcowi stosowali komponenty optyczne o małych współczynnikach absorpcji.
Zasada pracy
MatCalorie™ to pierwszy na świecie komercyjny system pomiaru absorpcji dla elementów optycznych. Zgodnie z normą ISO, instrument ten opiera się na zasadzie kalorymetrii, gdzie element optyczny jest oświetlany skolimowaną wiązką laserową . Część energii lasera jest absorbowana i przekształcana w ciepło, które jest widoczne wraz ze wzrostem temperatury elementu optycznego podczas testów.
System jest w pełni zautomatyzowany i można go dostosować do pomiarów kalorymetrycznych lasera o długości fali 1 µm i 10.6 µm w celu określenia całkowitego (powierzchniowego i objętościowego) współczynnika absorpcji stosunkowo cienkich próbek (2 mm-9 mm). Działa w trybie transmisji i odbicia 0/45°.
Kluczowe specyfikacje przedstawiono w tabeli 1:
| Model | Mat'C-1um | Mat'C-10um | Mat'C-1um-10um |
| Źródło laserowe | YAG | CO2 | YAG i CO2 |
| Długość fali | 1 μm | 9.4/10.6 μm | 1 i 10.6 μm |
| Zasilanie | W ~ 10 | W ~ 10 | W ~ 10 |
| Stabilność | <10% | <3% | < 3% i <10% |
| Spójność | Widoczna wiązka | Widoczna wiązka | Widoczna wiązka |
| próbki | Okna transmisyjne, soczewki skupiające, odblaskowe lusterka itp. | Okna transmisyjne, soczewki skupiające, odblaskowe lusterka itp. | Okna transmisyjne, soczewki skupiające, odblaskowe lusterka itp. |
| Absorpcja odrzutu Rozkład | 0.01% | 0.01% | 0.01% |
Kluczową cechą charakterystyczną naszego produktu jest konstrukcja komory próżniowej, która pozwala na jego kompaktowe rozmiary. Inne funkcje obejmują zautomatyzowane funkcje zapewniające gotowe rozwiązanie do pomiarów współczynnika absorpcji w hali produkcyjnej. Projekt kalorymetrii laserowej opiera się na różnicowych pomiarach termicznych za pomocą dwóch czujników. Eliminacja rozpraszania wielu efektów została osiągnięta dzięki zminiaturyzowanej konstrukcji komory. W oprogramowaniu zaimplementowano algorytm trzypunktowy. Ulepszenia opracowanego systemu kalorymetrycznego w porównaniu z konkurencyjnymi technologiami, choć nie są dostępne na rynku, charakteryzują się wysoką rozdzielczością, prostotą i opłacalnością. Innowacja została zaprezentowana przez SPIE w 2014 roku.
Zastosowania
System oferuje teraz możliwości Przemysłu 4.0, integrując dane systemowe jako informacje zwrotne w celu określenia stanu komponentów systemu. Technologia ta zapewnia maksymalną funkcjonalność pomiaru absorpcji.
System może być używany między innymi w następujących scenariuszach aplikacji:
- Absorpcja masowa nowych lub unikalnych materiałów.
- Absorpcja masowa materiału stosowanego w produkcji addytywnej 3D.
- Jakość powłok i charakterystyka podłoża w procesach wytwórczych.
- Obowiązujące materiały: ZnSe/stopiona krzemionka/miedziane lustro/diament/stal polerowana itp.
