Mesure précise des lasers à fibre NIR haute puissance :solutions et bonnes pratiques

Livre blanc : Défense

COMMANDITÉ PAR :

À mesure que les exigences de précision augmentent, les lasers à fibre proche infrarouge (NIR) sont devenus indispensables dans les secteurs militaire, de la recherche et de la transformation des matériaux industriels.

Les lasers à fibre à onde continue (CW) haute puissance fournissent désormais une puissance allant de 1 kW monomode à plus de 100 kW multimode. Leur fiabilité robuste, leurs terminaisons de fibre modulaires, leurs optiques de collimation polyvalentes et leurs têtes de traitement interchangeables (gaussiennes et Top‑Hat) en font le choix préféré pour les tâches exigeantes de traitement des matériaux.

Cependant, caractériser ces puissants faisceaux n’est pas anodin. Alors que les capteurs à thermopile conventionnels peuvent gérer les mesures de puissance et d'énergie avec refroidissement par eau, les paramètres clés (taille du spot, forme du faisceau, position focale et M²) nécessitent des techniques avancées qui évitent la distorsion ou l'endommagement du système de mesure.

Vous n'avez pas de compte ?

Vue d'ensemble

Dans « Mesure précise des lasers à fibre NIR haute puissance », Yoni Groisman examine le besoin pressant de mesures précises et pratiques des lasers à fibre NIR fonctionnant autour de 1 070 nm avec des niveaux de puissance allant de quelques centaines de watts à plusieurs kilowatts. Une caractérisation précise du faisceau est essentielle pour le contrôle des processus et l'assurance qualité dans toutes les applications à haute puissance.

Les méthodes traditionnelles échouent lorsqu'elles sont confrontées à des densités de puissance élevées qui risquent d'endommager le capteur ou de déformer le faisceau. L'article décrit trois stratégies principales :(1) imagerie indirecte de la lumière Rayleigh diffusée latéralement (par exemple, Ophir BeamWatch) ; (2) le balayage par sténopé avec un détecteur à élément unique, encombrant et complexe ; et (3) mesure directe via des profileurs de faisceau CCD après une atténuation optique extrême.

Au centre de la discussion se trouve l'Ophir LBS‑300HP‑NIR, un séparateur de faisceau laser révolutionnaire qui offre une atténuation optique supérieure à un million. En utilisant des cales UVFS appariées, il réfléchit moins de 0,0001 % du faisceau incident vers un profileur CCD, préservant ainsi la forme du faisceau, la polarisation et minimisant la lumière de fond. Il est évalué jusqu'à 5 kW et peut gérer des densités de puissance allant jusqu'à 15 MWcm⁻².

Le LBS‑300HP‑NIR est doté d'un montage flexible, d'une compatibilité avec les accessoires standard à monture C et d'une suite de filtres à densité neutre interchangeables pour régler avec précision l'intensité qui atteint la caméra. Les tests de validation démontrent des profils de faisceau plus clairs et sans distorsion par rapport aux atténuateurs conventionnels.

La gestion thermique est essentielle :la température de l'appareil peut augmenter d'environ 23 °C après 10 minutes d'exposition à 4 kW. Un refroidissement actif ou passif et des limites de temps sont donc recommandés pour préserver l'intégrité des mesures.

Qu'il soit utilisé seul ou intégré dans des installations plus grandes, le LBS‑300HP‑NIR offre un profilage de faisceau fiable, rentable et précis, ouvrant la voie à une adoption plus large des lasers NIR haute puissance dans l'industrie et la recherche.

Les références incluent la littérature connexe sur la mesure par laser à fibre haute puissance et les systèmes BeamWatch et BeamGage d'Ophir.