正しい選択のためにTechnology

放射アブソーバー

レーザポイント社製検出器は、数kWまでのパワーと数百Jまでのエネルギーを、レーザの波長の全域にわたって測定することができます。これは、非常に多くの状況に対応するために、異なる種類のアブソーバーを多く使用する必要があることは明らかです。


A. 表面アブソーバー

表面アブソーバーは、銅やアルミニウムのように、容易に熱を伝導することができる基板上に堆積された材料で構成されています。これらは、CWレーザやロングパルス光源（パルス幅 > 300μsec）に使用されます。放射光は、特殊なマットや耐火性材料と同様の材料により薄膜層内でほぼ完全に吸収され、サーモパイルを流れる熱として放出されます。

連続発光またはロングパルス(>500μsec)
光は、光学吸収耐火材料の薄層内（10-40μｍ厚）を浸透します。生成された熱は、基板から熱電対および冷却システムを通って流れます。






短パルス (< 500μsec)

以前に示したように、光は光学的吸収性材料の同じ薄層を浸透します。短いレーザパルス持続時間中に、急激な量の熱が生成されても、それは基板を介して流れることができません。
アブソーバーに大きなダメージを引き起こすことがあります。
ボリュームアブソーバーは、はるかに優れた性能を提供します。

広帯域コーティング

低パワーおよび汎用アプリケーションには、レーザポイント社では天文学的な研究から導き出した黒色コーティング (BBF) を利用しています。パワー密度性能は、200W/cm2に制限されていますが、波長域0.19〜25μmでフラットなスペクトル応答と全域にわたって非常に高い吸収率（> 96％）を有するという重要な利点があります。

より要求の厳しいアプリケーション用には、レーザポイント社では中出力レーザ用として汎用ハードコート（HCB）を使用しています。それは、広いスペクトル帯域（0.25〜11μm）で使われ、いくつかのセンサー（W-200のような）は、使用される複数の跳ね返りを有する放射光をダンプすることで150％の吸収率に達する特殊形状の表面を持っています。
このコーティングは、300W CW動作のフルパワーで2500W/cm2に到達します。
パルス動作では、長パルス（ミリ秒）で300Jまで耐えることができます。

高パワーコーティング

標準広帯域アブソーバーは、高パワー産業用レーザによる破壊的な状況に耐えることはできません。
１KW〜3KWのレーザポイント社のヘッドでは、HPBアブソーバーがCO2レーザのCW動作に対して、4KW/cm2に耐えることができます。レーザポイント社のHPIコーティングは、さらに厳しい状況用として開発され、6KWヘッドに搭載されています。このコーティングは、10.6μmで5KW/cm2に耐え、波長域0.8〜1.5μm〜10.6μmで動作します。

SHCコーティング

SHCは、真の高パワーコーティングです。SHCの性能は素晴らしく、間違いなく市場で入手可能な最高のレーザコーティングであることが確認されています。
レーザポイント社のSHCの仕様曲線は、お客様とともに行われた破壊的条件でのテストキャンペーンに基づいており、SHCの特性は、他のコーティングの先を行くものであることを示しています。
YAGレーザの入力パワー1KW時に、CW動作で12KW/cm2、レーザダイオードのピークパワー3.2KW (@1ミリ秒) で40J/cm2以上に耐えられます。
限られたスペクトル範囲で使用することができる高パワー用の他のアブソーバーと比較して、SHCは拡張動作範囲（0.25μm〜25μm）にわたり、ほぼすべてのレーザのアプリケーションに適した非常に高い吸収率 ( > 85％) を持っています。

詳しくは、こちらの動画をご覧ください。


エキシマ・コーティング

レーザポイント社は、産業用エキシマレーザでの使用に理想的な波長域190-400μmにおいてフラットな特性を持つ非常に硬いアブソーバーを開発しました。このアブソーバーは、10.6μmでも著しい高吸光係数を有しているので、CO2レーザでも同様に用いることができます。リッジ基板表面は、市場で利用可能な最高レベルの吸収を増加させる多重反射を誘発します。UVでは、コーティングは > 0.3J/cm 、高繰返し率、248nmのナノ秒パルスに耐え、ピークパワー密度性能>20KW/cm2を有しています。



B. ボリュームアブソーバー

表面アブソーバーを有するヘッドは、短パルス（マイクロ秒以下）のレーザを測定すると、パルス長の時間内に熱が流れ、除去される時間がありません。放射は、突然の吸収材の過熱を引き起こして薄い表面層内に堆積されたままになり、過剰なエネルギーはアブレーションの原因となります。

このようなケースでは、ボリュームアブソーバーの技術が使用されています。ここでは、放射強度の緩やかな指数関数的減少は、それが材料に浸透するように生じます。吸収の総量は、数ミクロンよりも深い0.5-2mmで得られます。すなわち、その結果は、エネルギーのより良い分布およびはるかに低い局所的温度上昇となります。

レーザポイント社によって、いろいろなタイプのガラスやセラミックが、UV-C（190〜250nm）、UV-A（250〜400nm）およびVIS-NIR（400nm〜3μmの広帯域アブソーバー）をカバーするように使用されています。これらのアブソーバーは、ピークパワー100GW/cm2、エネルギー密度30J/cm2まで耐えることができます。

短パルス (< 500 μsec)

光は浸透し、吸収性耐火材料（1〜2mm厚）の薄い層によって徐々に吸収されます。
熱は、熱電対および冷却システムの基板を通して、体積および安全フロー内で生成されます。
ボリュームアブソーバーは、非常に短いパルスおよび高エネルギーを測定することができ、表面アブソーバーよりもはるかに優れています。


コーティングの損傷

損傷しきい値は、読み取り値が1％以上を変わるレベルと定義されます。この値を超えるとアブソーバー表面の色が目に見えて変化し、損傷領域が全体と比較して重要な場合、ヘッドのキャリブレーションを再検討する必要があります。ある場合には、センサーを完全に交換する必要があるでしょう。
まだ非常に頻繁に起こるのではないならば、コーティングが完全に退色されるのではなくても、測定値は単に無視できる程度の変化であるかもしれません。これらの色の変化はほとんど審美的で、ヘッドは何もしないでも大丈夫です。