精密振動測定用レーザー光源

レーザーと振動計の世界の紹介

精密振動測定のためのレーザー光源

レーザーと振動計の世界への入門

レーザドップラ振動計 (LDV) の開発など、さまざまなアプリケーションに対応した高精度な非接触振動計測において、レーザ光源の種類は非常に重要な役割を果たします。以下では、2 種類のレーザ光源について詳しく説明し、振動計測への応用について解説します。

ヘリウムネオン (HeNe) レーザ: 振動計の定番

 

ヘリウムネオン レーザ光源 (HeNe レーザ光源) は、長年にわたり従来のレーザドップラ振動計に使用されており、そのユニークな特性により、非接触振動計測に有用なツールとなっています。ヘリウムネオン レーザは、そのユニークな特性と汎用性により、振動計測に欠かせないツールとなっています。ガスレーザは、ヘリウムとネオンの混合ガスから構成され、波長 632.8 nm の赤色光を発します。


市販のHeNeレーザーは比較的小型の装置で、共振器長は通常15〜50 cmですが、最高出力を達成するために最大約1 mに及ぶ場合もあり、光出力は0.5〜50 mWです。真空中における赤色He-Neレーザーの正確な波長は632.991 nmであり、空気中では約632.816 nmに屈折します。

HeNeレーザーが放射するビームは肉眼で視認でき、補助具なしで光軸調整が可能です。比較的短い波長により、レーザービームを非常に小さな測定点に精密に集光できるため、HeNeレーザーはマイクロ構造や微細な部分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、測定対象物から十分な信号が後方散乱される場合、測定面の反射率が十分である場合、または633 nmの波長の光が水をほぼ妨げなく透過するため水中を通して測定する場合に、定期的に使用されます。

赤外線レーザー:万能型

Optometは、要求の厳しい測定タスクにおける最高の信号品質を実現するために、最新かつ最先端の短波長赤外(SWIR)レーザー技術を採用しています。

使用される SWIRレーザー は、波長1,550 nmの不可視光を最大出力10 mWで放射します。これはHeNeレーザーの10倍の出力に相当します。98%以上の効率を持つフォトディテクターとの組み合わせにより、従来のHeNe LDVと比較して20 dB高い信号対雑音比(SNR)が実現されます。

より高いレーザー出力にもかかわらず、SWIRレーザーは EN 60825-1 に基づく最高のレーザー保護クラス1に適合しており、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、同軸に誘導されたグリーンパイロットレーザー(波長:約532 nm)によって位置決めされます。パイロットレーザーの出力は1 mWに制限されており、EN 60825-1に基づくレーザー保護クラス2に分類されます。したがって、Optomet SWIRバイブロメーターは常にシステム全体としてレーザー保護クラス2となります。


 

現在、HeNeレーザーの固有の特性が必要とされる一部のアプリケーションを除き、SWIRレーザーはレーザードップラー振動計測の最適な選択肢となっており、OptometはSWIR振動計測において先導的な役割を担っています。より高い出力と高感度フォトディテクターの組み合わせにより、SWIR振動計はより高いSNRを実現し、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タスクに特に適しています。 

暗い、粗い、曲面、またはその他の反射率の低い表面においても測定が可能であり、赤外線振動計は表面処理の必要性を排除します。 長距離での振動測定 もまたSWIR LDVの独擅場であり、白熱した高温表面や生体組織の測定にも対応しています。高い温度安定性と長い耐用年数は追加の利点を提供します。これらすべての特性は、新しい SMART Series Optomet より。

実践における応用:レーザードップラー振動計

レーザードップラー振動計(LDV)は、エンジニアリング、材料科学、生物学、医学など多くの分野で不可欠なツールです。様々な材料や構造物の表面における振動をノンコンタクトかつ高精度に測定することを可能にします。

製造における品質管理から生体組織の検査まで、LDV の応用範囲はほぼ無限です。リアルタイムで高分解能データを提供する能力により、LDV は研究開発および品質管理において欠かせないツールとなっています。

振動計測の未来:革新と進歩

振動計測は、技術革新と新たな研究成果に牽引され、絶えず進化している分野です。レーザー光源および LDV 技術の継続的な改良により、より精密な測定とさらに幅広い応用が実現しています。

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 では、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対して革新的なソリューションをご提供しています。

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