【技術資料】ビームサンプラにおける固定時の傾きの影響について検討しました。
【お詫び】弊社が市街地外にあり、電波が弱く電話（楽天モバイル）がかかりづらい状況となっております。そのため電波の強い回線に転送する設定にしておりますが、転送されるまで少しお待ちいただく必要がございます。
【お知らせ】光学部品、金属資材価格の値上がりを受けまして、平成6年4月以降のビームプロファイラの販売価格につきましては、5～10％の値上げをしております。ご理解、ご了解の程よろしくお願いいたします。
FIT式とは
FITとは Fluorescence Imaging Technology の略で、レーザビームを散乱のない特殊な蛍光板に照射し、その板面で発生する2D蛍光像をカメラに結像して、間接的にレーザビームの2D光強度分布（2Dプロファイル）を計測する手法です。使用する蛍光板は非常に高いレーザ光耐力を持つため、NDフィルタなどで手前で減光する必要がありません。しかも蛍光板におけるレーザ光の吸収率は、0.1％程度なので蛍光板で発生する熱歪みは小さく、CW 100W超の高出力レーザでも長時間安定してプロファイル測定が可能です。（日米特許取得済み）
★ 測定用ノートPC付きのデモ器を、2週間、無料（返送時の送料はご負担）で貸し出し行っています。新しいテクノロジをその目でお確かめください。
お申し込みは「お問い合わせ」より。なお、モデルによってはお待ち（ご予約）いただく場合がございます。
ビームプロファイラ豆知識？独り言？是非ご覧下さい（2024年9月6日更新）
こんなお困りごとのある方へ
・レーザ加工機（切断、溶接、アニール、樹脂溶着、半田付け）の集光ビーム径、集光形状を測定したい。
・集光ビームの焦点深度を測定したい。
・加工光学系が設計通りか検査したい。
・ウォブリング（ワブリング）のビーム形状を動的に測定したい。
・DOEで整形したレーザビーム径、ビーム形状、ビーム間隔を測定したい。
・DOEが設計通り機能しているか検査したい。
・加工光学系の熱的な焦点位置（熱レンズ）の変化量、変化速度、安定するまでの時間を測定したい。
・変化の様子をリアルタイムで見たい。
・異形コアファイバ、リング型、コア／クラッドレーザのビーム径、ビーム形状を測定したい。
・半導体LD、光ファイバ端からのレーザの放射ビーム形状、放射角を測定したい。
・ビーム形状の時間変化、振動の影響や固定方法による影響を知りたい。
・合成光学系の集光ビーム径を測定したい。
・合成光学系のアライメントに利用したい。
・固体レーザへの励起光ビーム径、ビームプロファイルを測定したい。
・レーザ発振器、レーザ装置からのビーム径、放射角が仕様通りかどうか測定したい。
・出荷時に検査したい。
高出力レーザビームプロファイル測定事例
（*測定を保証する仕様ではありません。またΦ50μm以下のビーム径はカメラ分解能の仕様で正しく表示できません）
・355nm, 50kHz, 11ns, 12W, Φ70μm （BPF-S355＋BS）
・450nm, 200W CW, Φ250μm （BPF-S400）
・515nm, 3kW CW, Φ300μm （BPF-S400＋BS）
・940nm, 260W CW, Φ250μm （BPF-S900）
・1070nm, 150W CW, Φ80μm （BPF-S1000＋BS）
・1030nm, 6kW CW, Φ250μm （BPF-S1000＋BS）
・1064nm, 100kHz, 100ns, 69W, Φ30μm （BPF-S1000＋BS）
・1030nm, 1.8MHz, 2ps, 44W, Φ21μm （BPF-S1000＋BS）
（お客様の許可を得て条件を掲載しております）
直接測定可能なパワーとビーム径の関係
蛍光板で直接測定できるCWレーザのパワーとビーム径の関係を示します。赤の領域では30W以上なのでSタイプの利用を推奨します。なお、このグラフは単純に蛍光板のレーザ耐力にビーム面積を掛けたもので、入射レーザパワーがCW 300W以上では実績が無く、蛍光板全体の発熱や膨張、熱ひずみなどで蛍光板のコーティング剥がれや破壊が起こる可能性があります。
S900、S800は破壊データがなく耐力が不明ですが、蛍光板の材料と吸収特性からS400とS1000の間になると思われます。
ナノ秒、ピコ秒、フェムト秒のパルスレーザの場合、平均パワーが低ければ熱によるダメージが抑えられるため蛍光板のレーザ耐力が高くなり、測定できるレーザパルスのピークパワーは上図CW時の1桁～2桁大きくなります。ただしあくまで短時間での話です。
蛍光板の前にオプションのビームサンプラを装着して1度減光することで、同じビーム径でも縦軸のパワーを10倍～300倍に上げることが出来ます。ただし次にビームサンプラガラスのレーザ耐力が問題となります。サンプラと蛍光板の間隔を離すことができれば、サンプラガラス面でのビーム径を広げることができるので、より高パワー、高ピークパワーのプロファイル測定が可能になります。
カメラ式との2D比較データ
光源として波長445nm、コア径Φ50um、出力600mWのLD-FCMを用い、f=50mmの平凸レンズでコリメートした後、f=25.4mmの平凸レンズで集光した。BPF-S400およびCMOSカメラは、そのビームウェスト位置を基準に、蛍光板とCMOSセンサが光学的に同じ位置になるよう設置してビーム径を測定した。カメラで測定する際にはコリメート光路内に反射率99％の誘電体ミラーとNDフィルターを挿入した（カメラにはさらにNDフィルタが1枚内蔵）。BPF-S400は減光していない（600ｍWダイレクト入射）。LDの出力を変えるとプロファイルが変化するので、カメラ式の場合も600mWで動作させた。測定されたビーム径は共に約240μm（デフォーカス位置）である。（図は同一スケール）
カメラベースのBPFシリーズは、高出力レーザ用ビームプロファイラで現在主流であるピンホールやスリット走査（側面からの散乱光カメラ撮影も含みます）のような断片データからのコンピュータ再構築シミュレーションではなく、カメラ式と同様、レーザビームの真の2Dプロファイルを高精度、リアルタイムで測定、表示します。どのような複雑、ランダムなプロファイル（非同心円状、非対称）でも正しく正確に測定、表示できます。
製品ラインナップ
中出力レーザ用レーザ透過型Sタイプ（1W～300W CW）
当社一押しのシリーズです。レーザ光は蛍光板を通りビームプロファイラからそのまま下に抜けるので、お客様でヒートシンク、ダンパーなどご用意してレーザ光を安全に処理いただく必要あります。
BPF-S355
対応波長：355nm
BPF-S400
対応波長：380nm-550nm
BPF-S800
対応波長：780nm-900nm
BPF-S900
対応波長：800nm-900nm
BPF-S1000
対応波長：1030-1070nm
小出力レーザ用レーザ吸収型Lタイプ（1W~30W CW）
蛍光板など基本構成はSタイプと同じですが、入れたレーザ光は本体に一体化した空冷ヒートシンクに吸収されます。レーザ光が外に出ませんので使用者の安全性は高いですが、ヒートシンクが熱くなり、触れると火傷の可能性があります。使用可能なレーザ出力と時間の条件についてはこちら。
BPF-L400
対応波長：380nm-550nm
BPF-L800
対応波長：780nm-900nm
BPF-L900
対応波長：900nm-980nm
大出力レーザ用ビームサンプラ付きタイプ（100W~3000W CW）
蛍光板では直接測定が難しい、大出力あるいは超高光強度のレーザ光に対応するため、Sタイプの蛍光板の手前に減光用の大出力レーザ用ビームサンプラをビルトインしたものです。サンプラの光路長だけワーキングディスタンスが必要になりますが、1回跳ねるだけでkW級のレーザまで対応が可能になり、NDフィルタは不要なのでワーキングディスタンスも50mm以下に短くすることが出来ます。専用のピンホールとガイド光と使い、蛍光板を透過する光を見ながら容易にアライメントでき、レーザONですぐビームを捉えて測定することが出来ます。
BPF-S1000+BS-1000
BPF-S355+BS-355
BPF-S400+BS-400
BPF-S400X3+BS-400
BPF-S800+BS-800
BPF-S900+BS-900
微小ビーム測定用（ビーム径15μm～50μｍ）
通常のS/Lタイプでは正確な測定が難しい、50μm以下の微小ビームを測定できるFIT式プロファイラです。3倍の拡大光学系と2.2μmピッチピクセルの高解像度のCMOSカメラの組み合わせで、実効ピクセル間隔0.73μｍの分解能で測定できます。ビームウェストにかかわらず常に正確に蛍光板上のビーム測定が出来、アライメントなど一切必要ありません。
BPF-S400X3
カメラ式ビームプロファイラ
FIT式ではない、通常のCMOSカメラ式のプロファイラです。NDフィルタ内蔵、CMOS受光面が筐体表面から5mmと近く、近づけることができるのが特長です。また、カメラ、ソフトのセットで20万円を切る業界最安値（たぶん）になっております。
BPC-130
FIT式／カメラ式ビームプロファイラソフトウェア（カメラ制御＆ビーム解析）
M2／放射角自動測定、自動ステージ制御
M2自動測定ステージは、箱形の他社製品と違い、市販の150mmリニアステージと組み合わせるオープンスペースタイプとなっております。お客様の作業環境に合わせて縦型、横型、自由に設置が可能です。（設置につきましてはお客様の責任となります。）M2測定だけでなく、放射角やビームウェスト位置の自動検出が可能です。ステージ、BPF固定用基本部品は各種ご用意しております。
1kW空冷ヒートシンク（受注生産）
Sタイプやビームサンプラを装着した透過型のFIT式ビームプロファイラを使用する際、その下にセットして、透過したレーザ光をダンプするためのヒートシンクです。大きさはA3サイズ（400 x 250mm）で、厚みが66 mmと薄型になっており、狭い加工室にも導入できます。空冷なので冷却水を取り回したり、水漏れを起こすことが無く、手軽に加工室内で高出力レーザのブームプロファイルが測定ができます。銅を主体とし重量は約20kgで、熱容量として1kWレーザを1分間連続照射できます。（推定到達温度50℃）（FIT式ビームプロファイラは、通常10秒以下で測定は完了します。）入射面は無酸素銅の高精度鏡面ミラーになっております。