InGaAs Kamera spart Zeit und Geld

Die Messung des M2 bei einer Laserquelle mit einer Wellenlänge größer als 1100nm gestaltet sich schwierig. Die meisten M2-Messgeräte nutzen eine Silizium CCD-Kamera, doch diese erfasst nur Wellenlängen bis maximal 1100nm. Die darüberliegenden Wellenlängen erfordern aufwändige manuelle Messaufbauten. In unserem Anwendungsbeispiel ging es um die Qualitätsprüfung von Lasern mit einer einstellbaren Wellenlänge zwischen 900 bis 1300nm. Als zentrales Kriterium forderte der Hersteller, dass alle Wellenlängen mit nur einem Gerät gemessen werden sollten. Darüber hinaus definierte er weitere Anforderungen an die M2-Messung:

• Das Gerät sollte kompakt und handlich sein.

• Die Messung sollte während und nach der Produktion schnell durchgeführt werden.

• Die Messungen sollten gemäß ISO-Norm erfolgen.

Ophir bietet bei seinem M2-Messgerät BeamSquared neben einer CCD-Kamera auch eine InGaAs-Kamera als Kombination an. Sie deckt insgesamt einen Wellenlängenbereich von 900 bis 1700nm ab. Bei einem Besuch im Werk des Laserherstellers testen wir folgenden Aufbau: Ein Strahlabschwächer vom Typ LBS300-BB reduziert die Laserleistung auf weniger als 1mW bevor der Strahl in das BeamSquared Gehäuse eintritt. Messungen wurden in 100nm-Schritten bei 1300nm, 1200nm, 1100nm, 1000nm und 900nm durchgeführt. Zunächst nutzten wir bei 1300nm eine spezielle Telekomlinse mit 400mm Brennweite. Bei 1200nm produzierte diese Telekomlinse einen Fokus, der zu klein war, um die Strahltaille zu messen. Um dieses Problem zu lösen, wechselten wir auf eine NIR Linse mit 500mm Brennweite und konnten durch die damit erwirkte Vergrößerung des Fokus die Messungen bis 900nm problemlos durchführen.

Nun muss man allerdings wissen, dass jeder Wechsel einer Linse bis dato das Laden einer eigenen Konfigurationsdatei erforderte. Gerade in Produktionsumgebungen, in denen 20 bis 40 Messgeräte für unterschiedliche Wellenlängen im Einsatz sind, führte dies häufig unbemerkt zu Fehlern. Eine Funktion von BeamSquared erhöht die Messsicherheit deutlich: Alle Linsen sind mit einem RFID-Chip versehen, der automatisch alle relevanten optischen Daten an die BeamSquared Software überträgt und die notwendigen Einstellungen vornimmt. Dennoch erleichtert es die Messung, wenn die Linse gar nicht erst getauscht werden muss. Ophir konfigurierte aus diesem Grund eine Linse mit 600mm Brennweite und Antireflektions-Coating im NIR. Ein Test ergab, dass sich dank dieser Kombination aus InGaAs Kamera und angepasster Linse der gesamte Wellenlängenbereich des Lasers messen lässt. 

 

 

 

Abb. 1: Die InGaAs-Kamera XEVA XC-130 lässt sich direkt mit BeamSquared kombinieren und bietet dem Anwender damit enorme Flexibilität.

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 2: Die BeamSquared Software stellt den Laserstrahl auch dreidimensional dar und bietet umfangreiche Reporting-Funktionen.

 

 

 

 

 

Nach allen Messungen verglichen wir die Daten mit den Werten einer SP300 Kamera bei 900 und 1000nm: Die Übereinstimmung bewies den Erfolg der Messung. Die zentrale Anforderung des Herstellers war damit nachweislich erfüllt. Darüber hinaus erwies es sich bei den Messungen als äußerst praktisch, dass sich das sehr kompakte Gerät sowohl horizontal als auch vertikal nutzen lässt. Die geringe Standfläche spart auf den optischen Tischen kostbaren Platz. Die Messungen selbst erfolgen in weniger als einer Minute und lassen sich daher problemlos in die Produktion einbinden. BeamSquared liefert ISO-konforme Messungen und dem Hersteller damit ein wertvolles Verkaufsargument.

 

 

Abb. 3: BeamSquared lässt sich platzsparend auch vertikal nutzen. 

 

 

 

 

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Autoren: Jürgen Reingruber, Director European Sales Ophir Products und Stuart Thomson, Sales Engineer Ophir Products