大口径ビーム測定システム
2016/07/07
大口径ビーム測定
多くのレーザービームは直接イメージセンサーーにイメージできますが、お客様の中には大きなセンサーエリアを必要とする想定が必要なケースもあります（以前の大口径ビーム測定に関する記事をご参照ください。previous blog post）
DataRay では、ファイバーアレイおよびビームレデューサを含む各種オプションがあります。
しかしながら、ファイバーアレイまたはビームレデューサに対して大きすぎるビームには、DataRay の新製品の大口径ビーム測定システム（LBMS）がお勧めです。
回転ホワイトホイール上に大口径ビームを照射させることによる、大口径ビーム測定システム。
DataRayのWinCamD-LCMはその後、際イメージングレンズ付ホイールの表面からのレーザービームの測定するために使用されます。
DataRay ソフトウエアにいくつか簡単な入力をすると、ビーム幅が計算できます。
本記事では、直接測定ではなく、ビームの反射を使用した挑戦と、それに対する DataRay のソリューションについて議論します。
図 1：大口径ビーム測定システムレーザーを投影するホワイト回転スクリーンにご注意ください。さらに、ビームの強度プロファイルを取るために。WinCamD-LCM はポストにマウントします。
スペックル
ビーム反射を使用してまず最初の障害はスペックルです‐光が拡散表面（白色ホイールなど）から散乱する時に発生するマルチウェーブの干渉パターンです。
一般的に、干渉はビームプロファイリング測定の精度に影響するので避けるべきです（図2参照）。
DataRay のソリューションは、モータでスクリーンを回転させることで、スペックルを平均化し、精度の高いレーザービーム測定を実現します。LBMS には、スクリーン速度を制御するスイッチも含まれています。
図 2：
(a) スクリーン動作なしの白色スクリーンからのレーザービーム反射の図。スペックルが明らかに表れており、粒状画像ができ上がっている。
(b) スクリーン動作ありの白色スクリーンからのレーザービーム反射の図。スクリーンの動きによりスペックルが除去され、
レーザービーム計算にスムーズな強度分布をおこなうことができる。
ピクセル乗算係数
レーザービームは WinCamD-LCM 後部のスクリーンから反射するため、センサーー上の1ピクセルに値するビームの部分は、ビームが直接イメージセンサーに照射される時とは異なります。
1ピクセルに対応するスクリーン上の距離を決定となる数字を決定するしなければなりません。
DataRay ソフトウエアでは、ピクセル乗算係数（Pixel Multiplication Factor：PMF）を使用して、レンズ、テーパーファイバーー、ビームレデューサーなどを使用したビームの再イメージング計算を補正します。
DataRayでは、使用するお客様のカメラからホイールスクリーンまでの距離を元に、ビームのPMFを決定するお手伝いをします。
角度
WinCamD-LCM カメラはスクリーンホイールに向かって配置します。
従って、ビームの伝搬軸はスクリーンの表面に対して直交させることはできません（カメラがビームをブロックしてしまうため）。
むしろ、ビームは側面から出て、多少の角度を以てスクリーンに当たるようにしなければなりません（図3参照）。
DataRay は、LBMS 付スクリーン表面へ入射するビームの方向決め方についての説明も同封しています。
ビームの角度方向（スクリーン面に対して）により、ひとつの軸に沿ったビームの幅が伸縮されます。
しかしながら、単純な三角法、伸縮した軸に沿ったピクセル倍率を使用して、ビームの角度を計算し、正確なビーム測定値を返す為に使用することができます。
図 3：スクリーンに直接照射されるレーザービーム測定幅と実際のレーザービーム幅は同じになりますので、ご注意ください。
(b) スクリーンに照射されるレーザービームこれは、大口径ビーム測定システムを表します。スクリーン上の測定幅と実際のビーム幅は異なりますので、ご注意ください。
この違いを補正するには、幾何学的計算が必要となります。
結論
画像センサー上にレーザービームを直接プロファイリングすることが最も簡単な選択肢であるにもかかわらず、大口径レーザービームの場合、斬新な解決法が必要とされます。
DataRay の革新的な大口径ビーム測定システムは、正確かつ効率的に大口径レーザービームの幅を測定します。
お手持ちのレーザービームにベストなビームプロファイリングシステムについてのご質問は、お気軽にお問合せください。
レーザービームのプロファイリング分野の長年の経験により、お客様のシステムに対する最善のソリューションをお届けします。