レーザー光源

高精度な振動測定を実現するレーザー光源

レーザーと振動計の世界への入門

レーザー光源の種類は、高精度な非接触振動測定、特に最新の レーザードップラー振動計（LDV）をさまざまな用途向けに開発するうえで、極めて重要な役割を果たします。以下では、2種類のレーザー光源について詳しく取り上げ、振動計測における用途を解説します。

ヘリウムネオンレーザー（HeNe）：振動計測の定番

ヘリウムネオンレーザー光源（HeNeレーザー光源）は、長年にわたり従来型のレーザードップラー振動計に使用されており、その独自の特性によって非接触振動測定に有用なツールとなっています。ヘリウムネオンレーザーは、その優れた特性と汎用性から、振動計測に不可欠な存在です。このガスレーザーはヘリウムとネオンの混合ガスを使用し、波長632,8 nmの赤色光を放射します。

市販のHeNeレーザーは比較的小型で、共振器長は通常15～50 cmですが、最大出力を得るために約1 meterに達する場合もあります。光出力は0.5～50 mWです。赤色He-Neレーザーの正確な波長は、真空中で632.991 nm、空気中では屈折により約632.816 nmとなります。

HeNeレーザーが放射するビームは肉眼で確認できるため、補助器具なしで位置合わせが可能です。また、比較的波長が短く、レーザービームを極めて小さな測定点に正確に集光できることから、微細構造や細部の測定に特に適しています。

HeNeレーザーを搭載した振動計は、測定対象から十分な信号が後方散乱される場合、測定面に十分な反射率がある場合、または水中を通して測定する場合に広く使用されています。これは、波長633 nmの光がほとんど減衰せずに水中を透過するためです。

赤外線レーザー：幅広い用途に対応

Optometは、要求の厳しい測定において最高の信号品質を確保するため、最新かつ先進的な短波赤外線レーザー技術（SWIR）を採用しています。

採用されている SWIRレーザーは、波長1.550 nm、最大出力10 mWの不可視光を放射します。これはHeNeレーザーの10倍の出力に相当します。さらに、効率98 %超のフォトディテクターと組み合わせることで、従来のHeNe-LDVと比較して信号対雑音比（SNR）が20 dB向上します。

レーザー出力が高いにもかかわらず、SWIRレーザーは EN 60825-1に準拠した最も安全性の高いレーザークラス1に分類され、アイセーフです。眼内の液体が赤外光を吸収することで、眼を保護します。不可視の測定ビームは、同軸配置された緑色のパイロットレーザー（波長：約532 nm）を用いて位置決めします。パイロットレーザーの出力は1 mWに制限されているため、EN 60825-1に基づくレーザークラス2に分類されます。したがって、OptometのSWIR振動計は、システム全体として常にレーザークラス2に分類されます。

現在、HeNeレーザー固有の特性が必要とされる一部の用途を除けば、SWIRレーザーはレーザードップラー振動計測に最適な選択肢であり、OptometはSWIR振動計測分野をリードしています。SWIR振動計は、高い出力と高感度なフォトディテクターの組み合わせにより優れたSNRを実現するため、従来のレーザー光源を用いた振動計では限界に達するような、要求の厳しい測定に特に適しています。

赤外線振動計なら、暗色面、粗面、曲面などの低反射率表面でも測定でき、表面処理が不要です。 振動測定では、長距離測定に加え、赤熱した表面や生体組織の測定もSWIR LDVが圧倒的な強みを発揮する分野です。さらに、高い温度安定性と長寿命も大きな利点です。これらの特長はすべて、新しいSMARTシリーズにも備わっています。

赤外線レーザー：幅広い用途に対応するオールラウンダー

HeNeレーザー特有の特性が求められる一部の用途を除き、現在のレーザードップラー振動計測にはSWIRレーザーが最適です。Optometは、このSWIR振動計測分野をリードしています。SWIR振動計は、より高い出力と高感度な光検出器を組み合わせることで高いSNRを実現し、従来のレーザー光源を使用する振動計では対応が難しい高度な測定に特に適しています。暗色、粗面、曲面など、反射率の低い表面でも、赤外線振動計なら測定面を処理する必要はありません。また、振動測定では、長距離測定に加え、赤熱した表面や生体組織の測定もSWIR LDVが圧倒的な強みを発揮する分野です。さらに、高い温度安定性と長寿命も大きな利点です。これらの特長はすべて、新しいSMARTシリーズにも備わっています。

SWIRレーザーは高出力でありながら、EN 60825-1に準拠した最高の安全性を示すレーザークラス1に分類され、アイセーフです。眼内の液体が赤外光を吸収し、眼を保護します。不可視の測定ビームは、同軸で照射される緑色のパイロットレーザー（波長：約532 nm）を用いて位置決めします。パイロットレーザーの出力は1 mWに制限されているため、EN 60825-1に基づくレーザークラス2に分類されます。したがって、Optomet SWIR振動計は、システム全体として常にレーザークラス2に分類されます。

レーザードップラー振動計の実用例

レーザードップラー振動計（LDV）は、工学、材料科学、生物学、医学をはじめとする幅広い分野で欠かせないツールです。さまざまな材料や構造物の表面振動を、非接触かつ高精度に測定できます。

製造現場の品質管理から生体組織の解析まで、LDVの用途はほぼ無限に広がっています。高分解能データをリアルタイムで取得できるため、LDVは研究、開発、品質管理に不可欠なツールです。

振動計測の未来：イノベーションと進化

振動計測は、技術革新と新たな研究成果によって絶えず進化している分野です。レーザー光源とLDV技術の継続的な改良により、さらに高精度な測定が可能となり、応用範囲も一層広がっています。

従来のHeNeレーザーから最新の赤外線レーザーまで、振動計の選択肢はかつてないほど多様化しています。Optometは、製品とサービスの継続的な改善に取り組み、お客様の測定課題に応える革新的なソリューションを提供しています。

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