Der Übergang von der Integrations- und Verifizierungsphase wird bei der Entwicklung von Lasern in Verteidigungssystemen schnell kostspielig, wenn Probleme mit der Strahlqualität auftauchen: Hotspots, Clipping, schlechte Fokussierung oder Ausrichtungsfehler können Tests verlangsamen, die Fehlerbehebung erschweren und das Vertrauen in die Systemleistung mindern.

Das Ophir Pyrocam IV Strahlanalysesystem vermeidet solche Unsicherheiten. Das MKS Messgerät nutzt das pyroelektrische Messprinzip, um Laserstrahlquellen in den Wellenlängenbereichen 13–355 nm und 1,06–3000 µm zu analysieren. Insbesondere Lasersysteme, die mit herkömmlichen Kameratechnologien nur schwer zu bewerten sind, lassen sich mit diesem Messprinzip analysieren.

Das System kombiniert ein pyroelektrisches Detektorarray mit 320 x 320 Pixeln, Bildraten bei voller Auflösung von bis zu 100 fps, einen hohen Dynamikbereich und Kompatibilität sowohl mit CW- als auch mit gepulsten Lasern. Für Verteidigungsteams, die plattformübergreifend arbeiten, bedeutet dies, dass ein einziges Gerät die Strahlvisualisierung, -ausrichtung und -verifizierung in UV- und langwelligen IR-Anwendungen unterstützen kann.

Wie Pyrocam IV die Strahlprofilanalyse im Verteidigungsbereich unterstützt

• Profilieren Sie UV- und langwellige IR-Laserquellen auf einer Plattform
• Visualisieren Sie Strahlform, Symmetrie, Abschneidung, Nebenkeulen und räumliche Inhomogenität
• Unterstützung von Ausrichtung, Fokusüberprüfung und Spotgrößenanalyse während der Entwicklung und Integration
• Arbeiten Sie mit CW- und gepulsten Quellen unter Verwendung der BeamGage Professional-Software

Warum pyroelektrische Strahlanalyse in Laboren der Verteidigungstechnik wichtig ist

Viele Laserprogramme in der Verteidigungstechnik arbeiten mit Wellenlängen, die für herkömmliche Strahlprofilanalysesysteme im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich allein nicht praktikabel sind. Hier wird das pyroelektrische Messprinzip genutzt. Da der Sensor auf absorbierte Wärmeenergie reagiert, anstatt sich ausschließlich auf photonenempfindliche Detektormaterialien zu stützen, ermöglicht die Ophir Pyrocam IV die breitbandige Strahlmessung über UV- und langwellige IR-Wellenlängenbereiche hinweg, einschließlich Anwendungen mit Lasern der 1-µm-Klasse, CO₂-Lasern, Quantenkaskadenlasern (Quantum Cascade Laser – QCL)und THz-Quellen.

Dieser breitere Erfassungsbereich hilft Ingenieurteams dabei, die Strahldiagnostik über verschiedene Laserplattformen hinweg zu standardisieren und gleichzeitig die für Analyse, Ausrichtung und Verifizierung erforderlichen 2D-Strahldaten zu erfassen. Leser, die einen umfassenderen Überblick über Laserstrahlprofilanalysesysteme oder andere kamerabasierte BeamGage-Strahlprofiler suchen, können diese Produktfamilien separat erkunden.

Fähigkeiten der Pyrocam IV für Strahlanalyse und -verifizierung

Das Ophir Pyrocam IV Strahlanalysesystem nutzt ein pyroelektrisches Array mit 320 x 320 Pixeln, um zweidimensionale Strahlprofile mit voller Auflösung bei bis zu 100 Bildern pro Sekunde zu erfassen. Der weite dynamische Bereich hilft dabei, sowohl hochintensive zentrale Bereiche des Laserstrahls als auch Flügel mit geringerer Intensität sichtbar zu machen. Damit lassen sich Unregelmäßigkeiten in der Strahlsymmetrie, wie Clipping, Trunkierungseeffekte und Ausrichtungsfehler entdecken . Selbst Hochleistungslaser lassen sich mit einer geeigneten Abschwächung im Labor oder bei der Systemverifizierung analysieren.

Herausforderungen bei der Strahlprofilanalyse in gerichteten Energiewaffen (DEWs)

Lasersysteme mit gerichteter Energie, die zur Abwehr von UAS und zur Raketenabwehr eingesetzt werden, sind auf eine kontrollierte Strahlqualität und einen präzisen Fokus angewiesen, um die erforderliche Bestrahlungsstärke am Ziel zu erzielen. Diese Systeme verwenden häufig Festkörper- oder Faserlaser im Kilowattbereich im nahen Infrarot, und selbst kleine Strahlverzerrungen können die Leistung beeinträchtigen.

Das Ophir Pyrocam IV Strahlanalysesystem unterstützt die Entwicklung und Integration von DEW bei der

• Messung von Nah- und Fernfeld-Strahlprofilen,
• Überprüfung der Strahlsymmetrie, des Fokuspunkts und der Spotgröße,
• Bewertung der Auswirkungen von Strahlkombination, adaptiver Optik und Relaisoptik und
• Liefert Echtzeit-Feedback während der optischen Ausrichtung und Optimierung.

Da das System sowohl den Dauerstrich- als auch den gepulsten Betrieb unterstützt, kann es in verschiedene Phasen des Entwicklungs- und Verifizierungsworkflows integriert werden.

Strahldiagnostik im mittleren Infrarotbereich für IRCM-/DIRCM-Systeme

Infrarot-Abwehrsysteme basieren häufig auf leistungsstarken Mid-IR-Laserquellen, darunter QCLs, die im atmosphärischen Fenster von 3–5 µm arbeiten. Diese Wellenlängen liegen außerhalb des messbaren Bereichs vieler herkömmlicher Nah-IR-Strahldiagnostiksysteme, sodass die direkte Strahlabbildung schwieriger wird.

In diesem Zusammenhang kann die Ophir Pyrocam IV von Teams genutzt werden, um:

• Strahlform und räumliche Gleichmäßigkeit von Störquellen zu überprüfen,
• Ausrichtung zwischen mehreren Sendern oder Wellenlängenkanälen zu verifizieren,
• Hotspots, Clipping oder Fehlausrichtungen, die die Systemeffizienz beeinträchtigen könnten, aufzuzeigen,
• Laserstrahlen auch bei steigenden Ausgangsleistungen und Multiwellenlängen-Architekturen zu analysieren.

Überprüfung der Ausrichtung bei Zielerfassung, Zielmarkierung und Entfernungsmessung

Zielmarkierungsbeleuchter und Entfernungsmesser verwenden üblicherweise gepulste 1,06-µm- oder 1,55-µm-Laser, während einige ältere Systeme mit 10,6 µm arbeiten. Eine genaue Ausrichtung und kontrollierte Divergenz sind wichtig für die Leistung auf große Entfernungen, die Lenkgenauigkeit und die Einhaltung der Augensicherheitsvorschriften.

Das Ophir Pyrocam IV Analysesystem unterstützt Ingenieure bei Tests und Kalibrierungen bei der

• Abbildung von Strahlprofilen während der Einrichtung und Validierung,
• Überprüfung der Ausrichtung zwischen Laserquelle, Optik und Zielsystemen,
• Messung von Strahlgröße und Energieverteilung zur Leistungsüberprüfung.

Auswahl des richtigen Strahlprofils für Verteidigungsanwendungen

Jede Aufgabe in der Strahlanalyse stellt individuelle Anforderungen an die Messtechnik. Liegt der Schwerpunkt auf dem UV- und langwelligen IR-Bereich, ist das Ophir Pyrocam IV Strahlanalysesystem die beste Wahl. Bei Anwendungen im anderen Wellenlängenbereichen, gibt Ihnen unser Beam Profiler Finder einen Überblick über geeignete kamerabasierte Strahlanalysesysteme oder Sie stöbern direkt in unserer breiteren Palette an Laserstrahlanalyse-Systemen.

FAQ

Was unterscheidet die Ophir Pyrocam IV von standardmäßigen kamerabasierten Beam Profiler?

Seine pyroelektrische Detektorarchitektur unterstützt die Strahlanalyse im UV- und langwelligen IR-Bereich, die mit klassischen kamerabasierten Messinstrumenten nicht analysiert werden können.

Kann die Messlösung sowohl für CW- als auch für gepulste Laser verwendet werden?

Ja. Auf der Produktseite ist die Kompatibilität mit CW- und gepulsten Quellen aufgeführt, was die Lösung für verschiedene Labor- und Verifizierungs-Workflows nützlich macht.

Warum ist eine breitbandige Abdeckung in Verteidigungsumgebungen wichtig?

Verteidigungslabore unterstützen oft mehr als eine Laserplattform. Ein breiterer Wellenlängenbereich verringert den Bedarf an Messtechnik und ist damit deutlich effizienter

Welche Art von Analyse unterstützt das System?

Das System ist für die 2D-Strahlvisualisierung und -analyse ausgelegt, einschließlich der Bewertung von Strahlform, Symmetrie, Abschneidung, räumlicher Struktur, Ausrichtung und Spotgröße.

Fazit

Lasersysteme im Verteidigungsbereich stellen hohe Anforderungen an Strahlqualität, Ausrichtung und Leistungsfähigkeit über mehr als ein Wellenlängenband hinweg. Das Ophir Pyrocam IV Strahlanalysesystem ist eine pyroelektrische Lösung zur Strahlprofilanalyse, die UV- und langwellige IR-Diagnostik unterstützt und Ingenieurteams gleichzeitig die für Entwicklung, Integration und Verifizierung erforderliche 2D-Analyse liefert. Für Verteidigungslabore, die mehrere Laserplattformen unterstützen, kann dies die Testkomplexität verringern und gleichzeitig das Vertrauen in die Strahlleistung stärken.

Leser, die Profiler-Optionen vergleichen oder unterstützende Software herunterladen möchten, finden weitere Informationen unter „Beam Profiler Finder“ und „Beam Analysis Software Downloads“.