NanoScan 2sによるパルスレーザー測定

Kevin Kirkham, NW Regional Sales Manager, Ophir-Spiricon, LLC

パルスモードで動作している場合、プロファイル内の個々のパルスのピークが接続されて滑らかなプロファイルを形成します。すべてのパラメーターの計算は、結果として得られる滑らかなプロファイルに対して実行されます。測定精度は、パルス間の再現性、プロファイルの平均化、および単一スキャン中のプロファイル内のパルス数に依存し、さらにレーザーの繰返し率とビーム直径に依存します。

NanoScan-2sは、短パルス<10nSと、長パルス>10nSの2種類のレーザーパルス幅に合わせて設計されています。

短パルス動作では、アンプの非直線性を避けるために、振幅 (GAIN) を4096未満に設定する必要があります。

ロングパルスでは、飽和、非線形性、測定誤差を避けるために、フルスケール振幅は32,768カウントに制限されます。

指定された精度を得るには、1回のスキャンあたり少なくとも15パルスが必要です。この条件は、レーザーのスポットサイズとスキャンヘッドのスキャン速度によって異なります。1回のスキャンで十分なパルスが存在しない場合 (15未満)、ソフトウェアは対応するヘッドスキャンレートを計算し、メッセージウィンドウ (下記参照) にヘッドスピードを下げることを推奨するメッセージを表示します。

次の表は、プロファイルごとの所望のパルス数に対する特定のパルスレートで計算された最小ビーム直径のリストを示しています。プロファイルあたりのパルス数が多いほど、測定の精度が高くなる可能性があります。回転方向に対するスリットの角度が45°であるため、スリットの実際の速度はドラム速度を2の平方根で割ったものになります。

パルス周波数が10kHz を超えるすべてのパルスビームに対して、パルス動作モードが推奨されます。ただし、パルスビームが「準CW」のカテゴリーに該当する場合、つまり1MHzを超える場合は除きます。結果は、信号対雑音比やパルス間再現性によっても異なる場合があります。フレーム平均化とローリング フレーム平均化を使用すると、パルスビームプロファイルの測定を改善できます。

NanoScan 2sのパルス動作は任意のスキャンレートで動作できますが、レーザーパルス繰返しレートが50kHzを超えない限り、スキャンレートは1.25または2.5Hzであることをお勧めします。

ピーク接続アルゴリズムは最も高いピークパルスを見つけ、オペレーターが入力した周波数値を使用して他のピークを見つけて接続し、滑らかなビームプロファイルを生成します。正確なパルスレートをパルス取得パラメーターに入力することが重要です。ソフトウェアは、ユーザー入力のレーザーパルスレートに基づいてパルスピークを接続します。実際の周波数と入力周波数が大幅に異なる場合、結果のプロファイルはギザギザになる (滑らかではない) 可能性があります。

ソフトウェアで選択すると、実際のレーザーパルスレートが測定され、誤って入力されたレーザーパルスレート値をチェックするために表示されます。ギザギザのプロファイルが表示される場合は、測定されたレート値を使用してみてください。ビームプロファイルが滑らかになる可能性があります。

レーザー繰返し率が高い場合は、NanoScan 2をCWモードで操作し、自動フィルターでビームを滑らかにする方が良い場合があります。これがどのような場合に好ましいかは、個々のレーザーのパルス性能によって異なります。高繰返しレーザー (例: >80kHz) で一貫性のない結果が見られる場合は、両方の方法で測定を試すことをお勧めします。