パワーをP、ビーム径をDとすると、パワー密度は P /(.785 * D²) で計算されます。パルスレーザーで、エネルギーをE、繰返し周波数をR、ビーム径をDとすると、パワー密度は E*R/(.785 * D²) 、エネルギー密度は E/(.785 * D²) で計算されます。センサーファインダーは、パワーとエネルギー密度を自動的に計算します。

Ophirディスプレイとセンサーは個別に校正されています。各ディスプレイは、約0.2%以内で他のディスプレイと同じ感度を持っています。各センサーは、DB15プラグに含まれる校正情報を使用して、特定のディスプレイとは独立して校正されます。センサーをディスプレイに接続すると、ディスプレイはセンサーからの校正係数を読み込みます。Ophirセンサーの精度は通常+/-3%であり、ディスプレイ単体の校正精度は約0.2%でその変化分は考慮しなくてよい誤差範囲のため、特定の校正済みセンサーでどの校正済みディスプレイを使用しても問題ありません。

特に指示がない限り、Ophirのセンサーおよびディスプレイは、ご購入日から18か月以内に再校正し、その後は年に一度再校正する必要があります。

Ophirの精度に関する仕様は通常、標準偏差で2σです。つまり、精度が+/-3%と記載されている場合、センサーの95.4% がこの精度内に収まり、99.7%が+/-4%内に収まることを意味します。精度の詳細については、校正手順のチュートリアルおよびknowledge centerをご参照ください。

下記の表をご参考ください:

水冷センサーの最小流量

水冷式センサーの正しい使用方法については、「Ophir水冷センサーの使用方法」をご参照ください。

まず、Umicore＃2 Substrate Cleaner、アセトン、またはメタノールを使用して、ティッシュで吸収体の表面を洗浄します。次に、別のティッシュで表面を乾かします。一部の吸収体 (Pyro-BB、10K-W、15K-W、16K-W、30K-W) は、この方法ではクリーニングできませんのでご注意ください。代わりに、クリンエアまたは窒素で埃を吹き飛ばしてください。その際、吸収体には触れないでください。また、HEセンサー (30(150)A-HE-17など) はアセトンで洗浄しないでください。

注: これらの作業に対する保証はしておりません。洗浄プロセスにより、表面に引っかき傷や汚れが生じたり、受光部表面の吸収率が変化してしまうことがあります。

サーマルセンサーのダメージスレッショルドは、センサーディスク自体が、ハイパワーが入射されると、より熱を吸収するため、パワー密度だけでなくパワーレベルにも依存します。例えば、OphirのBBコーティングを採用したセンサーの場合、10W入射の場合は50kW/cm²ですが、300W入射の場合はわずか10kW/cm²となります。Ophirのダメージスレッショルドは、特定のセンサーに対して最大パワーを入射した場合の値とされています。他の製造メーカーのほとんどは、ここまでは行われておりません。仕様を比較する場合は、カタログ数値だけの比較ではなく、このような背景も考慮してください。センサーファインダーは、ダメージスレッショルドを計算する際に、パワーレベルを考慮します。

多くの要因が腐食形成のリスクに影響しますが、最も重要なものは次の2つです:

• 水にイオンが混じる
• 水のpH

現在推奨されているのは、中性pHのDI水を使用することです。通常、DI水はわずかに酸性です。たとえば、少量の水酸化ナトリウムを使用して、中性pHに滴定できます。Optishield Plusなど、腐食防止に役立つ市販の添加剤もあります。詳細については、https://www.ophiropt.com/laser--measurement/knowledge-center/faq/7805のFAQをご参照ください。

水冷式センサーの正しい使用方法については、「水冷式Ophirセンサーの使用方法」をご参照ください。

理論的には、もしビームが完全に平行で、センサーの開口部に収まっているのであれば、距離がどうであれ全く影響はありません。空気による吸収 (250nm以下のUVを除けば無視できる) を無視すれば、同じ数の光子が届くためです。それにもかかわらず、距離依存が見られる場合には、以下のような要因が考えられます。

• サーマル型パワーセンサーを使用している場合: レーザーそのものの熱を測ってしまっている可能性があります。センサーがレーザーに非常に近い場合、サーマルセンサーがレーザーの発熱を感じてしまうことがあります。ただし、レーザー光が弱く熱源が強い場合を除き、この影響は数cm以上離れると消えるはずです。
• ビームの幾何学的要因: ビームが完全な平行光でなく、拡散している可能性があります。多くの場合、ビームの低強度の外側部分は中心部分よりも大きな拡がり角を持ちます。距離が伸びると、それらの外側の光がセンサーの開口を外れてしまう場合があります。これを確認するには、ビームプロファイラーやBeamTrack PPS (パワー/位置/サイズ) センサーが必要です。
• ディフューザーを用いたパイロエレクトリックセンサーでパルスエネルギーを測っている場合: レーザーにセンサーを非常に近づけた状態から離していくと、最初の数cmで測定値が急激に低下する (通常 6% 程度) ことがあります。これは、ディフューザーとレーザーデバイス間の複数の反射が原因である可能性が高く、最も近い距離で誤って高い表示値となっている可能性があります。これは、ディフューザーとレーザー装置の間で多重反射が発生し、近距離では実際より高い値が出てしまうためだと考えられます。少なくとも5cm、ビームがあまり拡散していない場合はさらに遠くにセンサーを離す必要があります。

言うまでもなく、安定したセットアップを確実に行うことも重要です。手持ちのセンサーでは、無意識のうちに動いてしまい、距離が伸びるにつれて開口部を部分的または完全に外す可能性があります。特に不可視光ビームではそのリスクが高くなります。

腐食は、センサーの金属コンポーネントと、さまざまな溶存イオンを含む可能性のある冷却水との間の相互作用によって引き起こされます。多くの要因が腐食形成のリスクに影響しますが、最も重要なのはpHと水中のイオンの混合です。このため、閉鎖循環システム(pH 6～8)で中性の脱イオン水を使用することをお勧めします。脱イオン水は通常、大気からCO2を吸収するため、わずかに酸性(pH 5.65)になっていることに注意してください。冷却水は、冷却システム内の水1リットルあたり5mlの10mM NaOH溶液を加えることで中和できます。Optishield Plusなどの市販の添加剤は、銅とアルミニウムを含む当社のシステムにも推奨されています。Optishieldには、有機汚染の蓄積を防ぐ殺生物剤があるという追加の利点があります。

腐食を防ぐには、センサーを使用していないときにセンサー内の水が蒸発しないようにすることも重要です。冷却システムからセンサーを取り外すときは、水路に圧縮エアーを吹き付けて水路をきれいにする必要があります。

腐食の問題がまだ残っているお客様には、冷却水と接触するすべての材料が銅または非金属のいずれかである特別な設計の新しいサーマルセンサー1000WP-BB-34をお勧めします。

水冷式センサーの正しい使用方法については、こちらの記事「水冷式Ophir センサーの使用方法」をご参照ください。

このセンサーは、(a)流入する水と流出する水の温度差、および(b)水の流量を測定することによって機能するため、水が流れている必要があります。つまり、水は測定メカニズムの一部です。これは、冷却にのみ水を使用する通常の水冷式サーマルセンサーとは異なります。

重要なことは、フルパワーでの最小流量、水温範囲など、センサーの特定のモデルの冷却水に指定された要件を守ることです。水温の安定性- 水温の変化により、レーザーパワーのように検出されるセンサー内で熱の流れが発生し、読み取り値にエラーが発生する可能性があるため、水温は1度/分を超えて変化してはなりません。

We also have a video on our site at https://www.ophiropt.com/laser-measurement-instruments/laser-power-energy-meters/knowledge-center/water-cooled-sensors-youtube, which discusses various issues and tips about water cooling. There is a short discussion of coolant pressure requirements in our FAQ section at https://www.ophiropt.com/laser--measurement/knowledge-center/faq/2404