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レーザ熱量測定装置 - MatCalorie：Wavelength Opto-Electronics

高出力アプリケーションにおける光学部品の吸収係数は、光学部品の品質を決定する重要なパラメータです。 吸収係数が高い光学コンポーネントは光ビームの大部分を吸収するため、熱暴走が発生する可能性があります。 この現象はレーザービームの品質に影響を与え、レーザー加工プロセスの品質を損ないます。 したがって、エンドユーザーにとっては、吸収係数が小さい光学コンポーネントを使用することが重要です。

製品の仕様

MatCalorie: レーザー光学系の吸収測定アプリケーション ノート

高出力アプリケーションにおける光学部品の吸収係数は、光学部品の品質を決定する重要なパラメータです。 吸収係数が高い光学コンポーネントは光ビームの大部分を吸収するため、熱暴走が発生する可能性があります。 この現象はレーザービームの品質に影響を与え、レーザー加工プロセスの品質を損ないます。 したがって、エンドユーザーにとっては、吸収係数が小さい光学コンポーネントを使用することが重要です。

動作原理

MatCalorieは、世界初の商用光学部品用吸収測定システムです。 ISO 規格に準拠したこの機器は、光学コンポーネントが平行レーザー ビームで照射される熱量測定の原理に基づいています。 レーザーエネルギーの一部は吸収されて熱に変換され、テスト中に光学コンポーネントの温度が上昇します。

このシステムは完全に自動化されており、1um および 10.6um のレーザー動作波長に合わせてカスタマイズ可能で、比較的薄いサンプル (2mm 〜 9mm) の全 (表面およびバルク) 吸収係数を決定するための熱量測定が可能です。 透過モードおよび 0/45°反射モードで動作します。

主な仕様を表 1 に示します。

表 1. MatCalorie の主な仕様


当社の製品の主な特徴は、コンパクトなサイズを可能にする真空チャンバーの設計です。 その他の機能には、工場現場での吸収係数測定のためのターンキー ソリューションを提供する自動化機能が含まれます。 レーザー熱量測定の設計は、デュオセンサーによる示差熱測定に基づいています。 小型チャンバー設計により多重効果による散乱除去を実現しました。 ソフトウェアには 3 点アルゴリズムが実装されています。 開発された熱量測定システムは、非市販品ではあるものの、競合技術に比べて改良されており、分解能、シンプルさ、費用対効果が高くなります。 このイノベーションは 2014 年に SPIE で特集されました。

アプリケーション

このシステムは現在、インダストリー 4.0 機能を備えており、システム データをフィードバックとして統合して、システム内のコンポーネントの健全性を判断します。 この技術により、吸収測定の機能が最大限に発揮されます。

図 2. MatCalorie GUI

このシステムは、次のアプリケーション シナリオで使用できますが、これらに限定されません。

　　・新しいまたはユニークな素材の大量吸収。
　　・3D 積層造形で使用される材料のバルク吸収。
　　・製造プロセスにおけるコーティングの品質と基板の特性評価。
　　・適用材料: ZnSe/溶融石英/銅ミラー/ダイヤモンド/研磨鋼など。