Брус профилированный что это: Что такое профилированный брус

Отличие профилированного бруса от клееного бруса — что лучше?

При строительстве каркасного дома или брусового дома часто выбирают между профилированным и клееным брусом. Чем отличается профилированный брус от клееного бруса? Давайте разбираться.

Профилированный или клееный брус: плюсы и минусы

Профилированный брус — это балка, которую вырезали из цельного деревянного массива. На брусе делают насечки — профиль. Профиль обеспечивает стыковку бруса.

Клееный брус — балка из склеенных деревянных пластин. Эти пластины называются ламелями.

Какой брус лучше: профилированный или клееный? И у того, и у другого вида — свои плюсы и минусы.

Плюсы профилированного бруса

• в его составе нет химических добавок;
• в брусе сохранена естественная структура дерева. Это обеспечивает хороший воздухообмен между улицей и внутренними помещениями;
• в обработанном профилированном брусе не заведутся жучки и не вырастет плесень;
• он дешевле, чем клееный брус.

Минусы профилированного бруса:

• ограничения в размерах. Максимальная длина — 6 метров. Максимальные размеры сечения: 200*200 мм;
• он усаживается, поэтому перед дальнейшими строительными работами делают перерыв;
• не такой прочный, как клееный брус.

Плюсы клееного бруса:

• дома из клееного бруса прочнее домов из других видов бруса;
• клееный брус горит хуже других видов бруса. Если на клееный брус попадет искра, пожар начнется не сразу или не начнется вообще;
• больше свободы при выборе размеров. Максимальная длина — 18 метров, максимальные размеры сечения: 275*275 мм;
• клееный брус иногда изготавливают из ламелей разной древесины. Например, ламели в центре сделаны из сосны, а внешние — из дуба. Цена при этом ниже, чем у бруса, сделанного только из дуба;
• усадки почти нет. Можно не ждать, когда дом усядет, и не делать перерывы в строительстве;
• жучки и плесень не заведутся: клееный брус обработан от грибка и насекомых.

Минусы клееного бруса:

• самый дорогой из всех видов бруса;
• наличие клея в составе. Считается, что это неэкологично и вредно для здоровья;
• плохой воздухообмен.

Что лучше: профилированный брус или клееный?

Мы рассмотрели профилированный брус и клееный брус. Их разница обусловлена способом их производства.

В целом, отличия профилированного бруса от клееного бруса подчеркивают преимущества клееного бруса. Он почти не усаживается, плохо горит и более прочный. Он лучше профилированного во всем, кроме цены и воздухообмена между домом и улицей. Но даже эти минусы не критичны. Профилированный брус содержать дороже: его надо постоянно обрабатывать, поэтому низкая цена — не совсем плюс. И потом, дом из клееного бруса тоже дышит, хоть и не так хорошо.

Присутствие в клееном брусе клея некоторыми рассматривается как недостаток. Из-за клея этот брус считают неэкологичным. Рассмотрим это возражение подробнее.

Разные производители используют разные клеи. Безопасный клей — класса FC0, опасный — FC2. Так, если в клееном брусе применяется безопасный клей, то брус можно считать экологичным. Также, профилированный брус обрабатывают огнебиозащитой, а это тоже химия. Поэтому испарения химических веществ присутствуют и при использовании других видов бруса.

Поэтому, когда рассматриваете проекты домов из бруса, выбирайте клееный брус.

Профилированный брус: плюсы и минусы

Строительство деревянных малоэтажных домов очень популярно, несмотря на обилие других современных материалов. В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы профилированного бруса.

ПЛЮСЫ ПРОФИЛИРОВАННОГО БРУСА:

Экологичность

Несомненным преимуществом строганного профилированного бруса перед другими видами строительных материалов является высокий уровень экологической безопасности, ведь для древесины нехарактерно выделение вредных веществ в окружающую среду, и она не представляет угрозы для здоровья человека.

Единообразие

Профилированный брус изготавливается на станке, что позволяет добиться единообразия геометрических параметров брусьев. Они идеально подходят друг к другу, исключая возможные проблемы с несовпадением пазов или наличием щелей между ними.

Нет необходимости в дополнительной отделке

Дома, построенные из профилированного бруса, выглядят очень солидно. Они не требуют дополнительной отделки.

Профилированные брусья вплотную прилегают друг к другу благодаря пазам. Это исключает наличие щелей и позволяет не тратить время и деньги на дополнительное утепление и конопатку.

ПЛЮСЫ ДОМОКОМПЛЕКТОВ ИЗ ПРОФИЛИРОВАННОГО БРУСА:

Оплата за реальный объем

При закупке погонажного бруса не учитывается тот факт, что часть материала будет удалена во время прорезания оконных и дверных проемов. Из-за этого покупатель переплачивает за сырье, которое будет выброшено.

Строительство домов из комплектов, изготовленных на заводе, в этом аспекте выгоднее для заказчика, т.  к. он оплачивает именно тот объем дерева, который будет необходим для строительства.

Простота сборки

Сборка комплекта дома из профилированного бруса напоминает построение сооружений из детского конструктора. Для того, чтобы построить дом из этого материала, не обязательно обладать специальным строительным образованием.

МИНУСЫ ПРОФИЛИРОВАННОГО БРУСА:

Усыхание древесины

Если Вы используете для строительства профилированный брус естественной влажности, будьте готовы к усадке здания. При усыхании для древесины свойственно деформироваться, поэтому во избежание негативных изменений в конструкции используются нагели, шпильки, пружинные узлы «Сила».

Ограниченная длина бруса

Длина профилированного бруса составляет 6 метров. Из-за этого могут возникнуть сложности с реализацией некоторых конструктивных вопросов, если этой длины недостаточно. В таком случае используются дополнительные инженерные решения.

Древесина — горючий материал

Любой вид дерева представляет угрозу пожаробезопасности. Современные технологии строительства предусматривают пропитку дерева специальным составом для избежания возгорания, однако в плане безопасности при пожаре древесина уступает, например, кирпичу.

Стоимость

Цена профилированного бруса выше стоимости обычного бруса и оцилиндрованного бревна.

Однако если сравнивать его с клееным брусом, профилированный будет стоить дешевле.

Рассматривая плюсы и минусы профилированного бруса, можно сказать, что этот строительный материал обладает большим количеством преимуществ, благодаря которым недостатки кажутся несущественными.

профилировщиков луча, объяснение в энциклопедии RP Photonics; анализатор, диагностика, качество луча, ПЗС-камера, КМОП, сканирование, щель, характеристика луча

Домашний	Викторина	(With this you move over to the Buyer’s guide section.)»> Руководство покупателя
Поиск	Категории	Глоссарий	Реклама

Прожектор фотоники

Учебники

Показать статьи A-Z

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

.

Список поставщиков
профилировщиков балок

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Профилометр луча ( анализатор луча , профилировщик режима ) — это диагностическое устройство для определения характеристик лазерного луча, которое может измерять весь профиль оптической интенсивности лазерного луча, т. е. не только радиус луча, но и детальную форму.

Профилировщики балок используются по-разному; качественное изображение профиля луча может помочь при юстировке лазера, тогда как измерения радиуса луча в разных местах вдоль оси луча (каустика

) позволяют вычислить коэффициент M ² или произведение параметров пучка, количественно характеризующее качество пучка.

Рисунок 1: Профили интенсивности гауссового луча (слева) и многомодового лазерного луча (справа). Для последних характерны более сложные вариации интенсивности. Такие многомодовые пучки могут генерироваться в лазерах, в которых основные моды резонатора существенно меньше, чем область накачки в усиливающей среде.

Контроль качества луча с соответствующей диагностикой лазерного луча может быть важен для многих лазерных приложений, таких как лазерная обработка материалов; качество просверленных отверстий, например, может быть достигнуто более стабильно, если контролировать качество луча.

Профилометры луча на базе камеры

Многие профилировщики луча основаны на некоторых типах цифровых камер. Для видимой и ближней инфракрасной области спектра наиболее распространены камеры CMOS и CCD. Устройства CMOS менее дороги, но ПЗС обычно имеют лучшую линейность и меньший шум. Разрешение (определяемое размером пикселя) порядка 5 мкм возможно как для ПЗС-камер, так и для CMOS-камер, так что радиус луча может составлять всего 50 мкм или даже меньше.

Активная область может иметь размеры до нескольких миллиметров, так что можно обрабатывать очень большие лучи.

Рисунок 2: Профилометр лазерного луча для M ² измерений, состоящий из ПЗС-камеры, установленной на моторизованном подвижном столике. Фотография любезно предоставлена ​​компанией Gentec Electro-Optics.

Для разных диапазонов длин волн требуются разные типы датчиков. Датчики на основе кремния являются хорошим выбором для длин волн в видимой и ближней инфракрасной области спектра примерно до 1 или 1,1 мкм, тогда как детекторы на основе InGaAs можно использовать до ≈ 1,7 мкм. Для еще более длинных волн, например. для лучевой характеристики CO

2 Подходят лазеры, пироэлектрические и микроболометрические инфракрасные камеры. Это довольно дорого. Их сравнительно низкая чувствительность не может быть недостатком, учитывая высокую выходную мощность таких лазеров. Для ультрафиолетовых лазеров матрицы ПЗС и КМОП могут использоваться в сочетании с УФ-преобразовательными пластинами, преобразовывая излучение в более длинные волны, которые не повреждают матрицы.

Пространственное разрешение сенсора камеры является важной величиной. С кремниевыми датчиками возможны размеры пикселей значительно меньше 10 мкм, что позволяет измерять диаметр луча до порядка 50 мкм. Детекторы InGaAs имеют значительно большие пиксели шириной, например, 30 мкм, в то время как пироэлектрические массивы не намного меньше 100 мкм. Следствием низкого пространственного разрешения является необходимость сохранения больших размеров пучка, что также приводит к большой длине Рэлея. По этой причине для полных 9 требуется больше места.0059 M

² измерение. Количество пикселей также имеет практическое значение; большее число позволяет измерять диаметры пучков в большем диапазоне.

При использовании лазерного излучения с узкой шириной линии системы на основе камер особенно чувствительны к артефактам, вызванным высокой временной когерентностью. Тщательная оптическая конструкция (без окон, вызывающих паразитные отражения) требуется для подавления таких артефактов и/или устранения их влияния на измеренные данные.

Большинство камер очень чувствительны к свету — часто гораздо больше, чем требуется. Затем лазерный луч должен быть ослаблен (см. ниже), прежде чем он попадет в камеру. Также может использоваться некоторая визуализирующая оптика (например, расширители луча или ограничители луча для расширения диапазона допустимых радиусов луча), чтобы камера записывала профиль луча, как он возникает в каком-либо другом месте (плоскость изображения). Это также обеспечивает хорошую защиту от окружающего света. Однако оптика, конечно, не должна вносить чрезмерных оптических аберраций.

Записанный профиль луча может отображаться на экране компьютера, возможно, вместе с измеренными параметрами, такими как радиус луча, положение луча, эллиптичность и статистическая информация или аппроксимация Гаусса. Программное обеспечение может позволять выбирать между различными методами определения радиуса луча, такими как метод D4σ или простой критерий 1/e ² .

Профилировщики сканирующего луча на основе прорезей, кромок ножей или точечных отверстий

Существуют также профилировщики луча, которые сканируют профиль луча с одним или несколькими точечными отверстиями, с прорезью или с острой кромкой. В любом случае некоторая структурированная механическая часть (часто закрепленная на вращающейся части) быстро перемещается по лучу, а передаваемая мощность регистрируется фотодетектором и некоторой электроникой. Компьютер (ПК или встроенный микропроцессор) используется для восстановления профиля пучка по измеренным данным и отображения его на экране. Например, передаваемая мощность в зависимости от положения кромки ножа может существенно различаться, чтобы получить одномерный профиль интенсивности луча, тогда как движущаяся щель непосредственно обеспечивает профиль интенсивности.

Рисунок 3: Сканирующий профилировщик щелевого луча. На экране ПК отображаются полученные сканы в двух направлениях, а также реконструированный профиль луча. Фотография любезно предоставлена ​​компанией Ophir-Spiricon.

Пространственное разрешение сканирующих систем может достигать нескольких микрометров или даже близко к одному микрометру (особенно при сканировании точечных отверстий или щелей), что подходит для определения характеристик пучков малого диаметра. Важным преимуществом концепции сканирования является то, что используемый фотодетектор не обязательно должен иметь пространственное разрешение, так что можно легко использовать детекторы для самых разных диапазонов длин волн. Кроме того, легче получить большой динамический диапазон по сравнению, например, с камерой. Мощность, с которой можно работать, может варьироваться от микроватт до ватт. Ослабление луча перед детектором легко достигается, поскольку требуемое оптическое качество намного ниже, чем для системы камеры.

Сканирующие профилировщики луча, в частности те, которые основаны на щели или лезвии ножа, наиболее подходят для профилей луча, которые не слишком далеки от гауссова, поскольку регистрируемый сигнал обычно интегрируется в одном пространственном направлении, так что реконструкция сложных ( более структурированный) форма луча не идеальна.

Некоторые профилировщики сканирующего луча также можно использовать для импульсных лазерных лучей, например, от лазеров с модуляцией добротности. Однако это работает только при достаточно высокой частоте повторения импульсов; обратите внимание, что минимальная частота повторения может зависеть от диаметра луча.

Важные вопросы для наблюдения

При выборе профилировщика луча для конкретного применения необходимо учитывать различные требования:

• В каком диапазоне измеряемых радиусов или диаметров луча? Какова требуемая точность? Какое определение радиуса луча следует использовать?
• Близки ли рассматриваемые пучки к гауссовым, или они имеют сложную форму, как, например, на выходе диодных линеек?
• Каков диапазон оптических сил (часто в зависимости от радиуса луча)? Требуется ли прибор с большим динамическим диапазоном или допустима работа в узком диапазоне оптических мощностей? Нужен ли регулируемый аттенюатор?
• Наиболее удобно иметь устройство, подключенное к ПК (или портативному компьютеру), например. по кабелю USB 2.0, или в приборе должна быть своя электроника для отображения результатов?
• Какие функции программного обеспечения необходимы? Например, какие параметры луча необходимо отображать напрямую? Должен ли прибор надежно измерять параметры пучка в широком диапазоне радиусов и мощностей пучка? Требуются ли функции регистрации данных?
• Необходимо ли, чтобы устройство могло работать с лучами с изменяющейся во времени мощностью, например. от лазеров с модуляцией добротности?
• Для полной характеристики качества луча: должно ли устройство автоматически записывать профили луча в разных местах и ​​вычислять коэффициент M ² ?

Затухание луча

Во многих случаях, особенно для систем на основе камер, необходимо сначала ослабить мощность лазерного луча перед его отправкой в ​​профилировщик луча. В некоторых системах при передаче используется оптический аттенюатор (например, клиновидный фильтр нейтральной плотности); слабое отражение, например. Также можно использовать высококачественную стеклянную пластину.

Хотя аттенюация может показаться тривиальной задачей, неподходящие методы могут вызвать ряд проблем. Некоторые примеры:

• Некоторые аттенюаторы не обладают хорошим оптическим качеством или могут ухудшить качество луча с узкой шириной линии из-за интерференционных эффектов, основанных на отражениях от поверхностей.
• Особо поглощающие фильтры могут ухудшить качество луча при высоких уровнях мощности, при которых возникают тепловые эффекты (тепловые линзы).
• Не рекомендуется использовать низкое остаточное пропускание диэлектрического зеркала с высокой отражающей способностью для измерения качества луча, так как остаточное пропускание может сильно зависеть от положения на зеркале.
• Слабое отражение от оптической поверхности, работающей с p-поляризацией, близкой к углу Брюстера, часто не подходит, поскольку такая рабочая точка имеет гораздо более высокую отражательную способность для s-поляризации и, следовательно, может показывать только картину деполяризации в усиливающей среде лазера, а не фактическое качество луча.
• Поскольку некоторые методы обеспечивают затухание только с грубыми и нерегулируемыми шагами, может быть трудно достичь оптимального уровня мощности в детекторе.

Аспекты удобства также могут иметь значение. Например, полезно, если электроника может автоматически регулировать требуемый коэффициент затухания.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 34 поставщика профилировщиков луча. Среди них:

Femto Easy

Femto Easy предлагает различные типы профилировщиков луча BeamPro с различными характеристиками:

• Профилировщики малых пикселей BeamPro доступны с размерами пикселей от 1,45 мкм до 3 мкм. Они подходят для измерения сфокусированных лазерных лучей диаметром до 10 мкм и менее.
• Профилографы большой площади BeamPro подходят для лазерных лучей диаметром более 7 м и даже до 25 мм без дополнительной оптики.
• Компактный профилировщик Beampro имеет толщину менее 15 мм, что позволяет профилировать балку в небольших помещениях.
• Профилировщики квадратного формата BeamPro доступны с самым широким набором квадратных датчиков, предлагая идеальное сочетание маленьких пикселей, большой площади и глобального затвора в одном устройстве.
• Профилометры BeamPro SWIR доступны с широким диапазоном датчиков SWIR на основе InGaAs для измерения лазерных лучей в пределах 900 – 1700 нм.

Все они поставляются с мощным и удобным программным обеспечением.

Edmund Optics

Edmund Optics предлагает профилировщики луча Coherent® Lasercam™, а также собственную серию профилировщиков луча, предназначенных для измерения широкого диапазона размеров лазерного луча, предоставляя информацию для оптимизации работы лазерной системы. Эти профилировщики лазерного луча оснащены датчиками с высоким разрешением и большой площадью, что обеспечивает точное профилирование как малых, так и больших лазерных лучей.

Gentec Электрооптика

Когда дело доходит до определения характеристик лазерного луча в диапазоне от УФ до ближнего ИК-диапазона, профилировщик луча является оптимальным решением.

Благодаря уникальному сочетанию высокой плотности пикселей и большого размера сенсора приборы для диагностики лазерного луча серии BEAMAGE имеют двойное преимущество: они точно определяют характеристики как очень маленьких лучей размером всего в несколько десятков микрон, так и более крупных лучей шириной в несколько миллиметров. , таким образом эффективно охватывая большинство приложений в одном пакете.

Простое программное обеспечение очень интуитивно понятно и в то же время включает в себя множество замечательных функций, полезных как для обычных, так и для опытных пользователей. Кроме того, расчеты, выполняемые программным обеспечением, соответствуют требованиям ISO и предоставляют пользователю наиболее точную доступную характеристику луча, и все это в облегченной среде, полное освоение которой занимает не больше нескольких дней.

DataRay

DataRay предлагает лазерные профилировщики луча, включая камеры профилирования луча, сканирующие щелевые профилировщики луча и специализированные системы.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

Библиография

[1]	Стандарт ISO 11554, «Оптика и фотоника. Лазеры и связанное с лазерами оборудование. Методы испытаний мощности, энергии и временных характеристик лазерного луча»

(Предложите дополнительную литературу!)

См. также: характеристика лазерного луча, качество луча, M ² фактор, произведение параметра луча, The Photonics Spotlight 2007-04-01, The Photonics Spotlight 2007-06-01
и другие статьи в категориях фотонные устройства, обнаружение и характеристика света, зрение, отображение и формирование изображений, оптическая метрология

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья о Beam Profilers 
 в  
 RP Photonics Encyclopedia 

С изображением для предварительного просмотра (см. поле чуть выше):

  
  png" 
 alt ="article"> 

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

 * [https://www.rp-photonics.com/beam_profilers.html 
 статья о 'Beam Profilers' в Энциклопедии RP Photonics] 

Профилирование луча: знай свой луч

ЭНДРЮ МАКГРЕГОР

Профилирование интенсивности луча является важным инструментом во многих аспектах фотоники. Точное распределение интенсивности имеет решающее значение во многих приложениях — проточная цитометрия, лазерная печать, медицинские лазеры и режущие лазеры — вот лишь несколько примеров. Измерения профиля луча могут улучшить продукт или процесс и привести к экономии средств, превышающей стоимость профилировщика.

В этом кратком учебном пособии описываются измеряемые параметры, альтернативные технологии измерения, ограничения, дополнительные измерения, такие как подгонка профиля и М-квадрат (M ² ), а также способы определения ваших требований. В этом учебном пособии не рассматриваются измерения мощных режущих лазеров, фазы волнового фронта или функции передачи модуляции линзы.

Что измерять?

Типичные профили лазерного луча включают Гауссову; tophat (плоский верх), круглый или прямоугольный; и линия, с профилем Гаусса поперек линии и вершиной вдоль линии. де-факто отраслевое стандартное определение ширины луча, относящееся к гауссовой форме луча, представляет собой ширину на уровне интенсивности 1/e ² (13,5% пиковой интенсивности). Дополнительные требования могут включать подгонку профиля, положение фокуса, расходимость, наведение и M ² .

Профиль гауссова луча — это профиль идеального луча TEM ₀₀ , номинальная мощность одномодового лазера или волокна. Каков фактический диаметр луча и насколько он близок к чистому гауссову?

Верхушечный профиль — это типичный выходной сигнал эксимерного лазера, многомодового волокна или результат оптической обработки луча. Какова полная ширина на полувысоте (FWHM) луча? Насколько плоский верх?

Линейный профиль создается с помощью цилиндрической оптики. Насколько равномерна ширина линии и интенсивность вдоль линии?

С помощью голографической оптики можно создать массив точек. Насколько однородно расстояние между массивами и распределение энергии?

Лучевая перетяжка с определенным профилем должна быть сфокусирована в определенной точке ( x , y , z ) в пространстве, требующем активного выравнивания. Как этого добиться?

M ² — спецификация поставки или приемки лазера. Как это измеряется?

Методы профилирования

Три наиболее распространенных метода профилирования — это визуализация, сканирование по щели и сканирование по кромке ножа (см. рис. 1). Изображения могут быть получены либо камерами, использующими массивы датчиков 2-D CCD или CMOS, либо (более дорогими) растровыми сканерами, которые измеряют мощность, передаваемую через сканируемое отверстие. Щелевые и остроконечные сканеры переводят щель или остроконечную кромку между лучом и одноэлементным детектором.

Подходы с разрезом и лезвием ножа хорошо работают для балок, близких к гауссовым по профилю, и хуже для более структурированных балок. Для небольших лучей такие сканеры обеспечивают гладкий профиль без проблем с пикселями, присущих камерам. Они измеряют мощность луча в режиме от микроватта до ватта (в зависимости от диаметра луча) напрямую без промежуточных аттенюаторов, а специальные версии работают с мощностью до 100 Вт. Эффект расширения профиля щели. При ширине щели 2,5 мкм этот эффект начинает проявляться ниже 25 мкм; некомпенсированный эффект приводит к ошибке 15% для диаметра пучка 5 мкм.

В остроконечных сканерах интеграл интенсивности дифференцируется для создания профиля луча, а частота дискретизации определяет эффективное разрешение. Дифференциация сигнала увеличивает высокочастотный шум, поэтому эти сканеры ставят под угрозу высокое потенциальное разрешение по сравнению с отношением сигнал/шум.

Какой инструмент?

«Идеального» инструмента, который делает все, не существует. Вам нужно будет тщательно указывать, а иногда и идти на компромисс (см. рис. 2). Для точного профилирования общий луч должен лежать в пределах области датчика. Возможности управления мощностью являются дополнительным соображением и могут повлиять на ваше решение. Щелевые/краевые сканеры работают с большей мощностью, чем камеры, без дополнительного затухания. Для лучей шириной менее 100 мкм щелевой или остроконечный сканер часто дает лучшие результаты, чем камера или камера с объективом микроскопа. В импульсных лазерах сканирующие щелевые/острые системы строят профиль из «гребенки» отдельных импульсов. Минимальную частоту повторения импульсов, поддерживаемую данной системой, см. в спецификациях поставщика. Добавление оптики, такой как расширители луча, конусы и объективы микроскопа, может привести к неприемлемым уровням оптических аберраций.

Камеры на основе датчиков CCD и CMOS с количеством пикселей от примерно 350 килопикселей до примерно 1,4 мегапикселей доступны от ряда поставщиков. Окна удалены или должны быть удалены, чтобы избежать помех. Камеры с размером пикселя от 5 мкм до более 10 мкм и площадью изображения от 4 до 8 мм являются отличным инструментом общего назначения для лучей в диапазоне от 50 мкм до нескольких миллиметров. Наименьший измеримый диаметр луча ограничен размером пикселя, поэтому для получения надежной оценки диаметра требуется более 10 пикселей (см. рис. 3).

Камеры, использующие объективы микроскопа для увеличения луча, могут обрабатывать меньшие лучи, но могут вносить аберрации. Датчики большего размера, необходимые для непосредственного отображения больших лучей, стоят дорого. Расширители луча (и редукторы) имеют большую длину в направлении распространения и связаны с проблемами ближнего и дальнего поля гауссовского повторного изображения. Волоконно-оптические конические камеры отображают изображение размером до 20 × 15 мм, но имеют до ± 3% бочкообразного или подушкообразного искажения. Камеры, подходящие для ИК, могут дорого стоить.

Дополнительные соображения

Интерфейсы и аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Здесь наблюдается четкая тенденция к компактным камерам с портом USB 2.0 или интерфейсом Firewire. Датчики CMOS со встроенными 10-разрядными АЦП подходят для большинства приложений. ПЗС-матрицы могут иметь немного меньший шум, что оправдывает использование 12-разрядных АЦП. Программные алгоритмы могут расширить эти диапазоны, чтобы увидеть детали с меньшей интенсивностью в крыльях.

Чувствительность и динамический диапазон . У камер проблема с чувствительностью — они слишком чувствительный . Как правило, фильтр (под углом, чтобы избежать интерференции) с нейтральной плотностью (ND) 4 требуется просто для того, чтобы блокировать свет в комнате. И камера, и фильтр нейтральной плотности зависят от длины волны. Найдите кривые, показывающие диапазон мощностей или энергий импульса в зависимости от диаметра луча и длины волны. Дополнительная выборка или затухание могут увеличить мощность. Хорошие системы предлагают автоматическую экспозицию на непрерывных (CW) лучах с диапазоном более 10 000: 1 (диапазон динамической экспозиции более 40 дБ). Ищите настоящую непрерывную автоматическую экспозицию, а не ступенчатую экспозицию из раскрывающегося меню, которая использует усиление усилителя для заполнения шагов. Дополнительная выборка или затухание, встроенные или добавленные, могут увеличить динамический диапазон. Для одноимпульсного захвата импульсным лучом автоматическая экспозиция вам не поможет, но усиление усилителя сенсора и/или регулируемые аттенюаторы могут помочь.

Непрерывные или импульсные лучи . Все камеры будут нормально работать на лучах CW. Но прокручивающиеся затворы не будут работать на большинстве импульсных лучей — вам нужна возможность синхронного затвора. Большинство камер предлагают вход синхронизации для импульсных лазеров и автоматический захват одиночных импульсов из последовательности импульсов. Для импульсных лучей ищите минимальное время экспозиции. Например, затвор с минимальной длительностью 40 мкс будет захватывать отдельные импульсы из последовательности импульсов с частотой 25 кГц, но не будет захватывать каждый импульс в последовательности импульсов. Количество импульсов, захваченных в секунду, будет зависеть от камеры и области захвата.

Спецификации имеют значение

Как поставщик, мы часто получаем запрос от потенциальных клиентов на один прибор, отвечающий всем мыслимым требованиям к измерениям. Лучше помочь нам определить ваши потребности. Прежде чем говорить с поставщиком, уточните и разграничьте ваши «основные» и «желательные» требования к измерениям. Определите размеры луча и требования к точности, длину волны (длины волн), мощность для непрерывного излучения и энергию импульса для импульсного режима, а также, если он импульсный, характеристики импульса. Что может быть особенного в вашем требовании? Вы заинтересованы в получении наилучшего соответствия вашим требованиям. Поставщик заинтересован в том, чтобы продать вам инструмент, который вам нравится, потому что он соответствует вашим требованиям.

Отличное программное обеспечение делает то, что вам нужно, и не содержит ошибок. Большинство поставщиков предлагают образцы программного обеспечения и данные для вашей оценки. Все программное обеспечение не одинаково. Существуют различия в подходах к отображению и в функциональности. Вам нужны базовые функции или сложные приспособления? Вам требуется отображение логарифмического профиля, регистрация данных, статистика измерений, информация о дрейфе луча, программный интерфейс Active-X или LabVIEW (National Instruments; Остин, Техас) для автоматического выравнивания и т. д.? Если вам нужны дополнительные функции, ваш поставщик пишет свое программное обеспечение и можно ли их добавить? Опять же, тщательно определите, что вам нужно.

Дополнительные измерения

Иногда вам потребуется больше, чем просто профили и размеры балок размером x — y (см. рис. 4). Распространенными дополнительными измерениями являются аппроксимация Гаусса по методу наименьших квадратов или возможность определения плоскостности верхних балок. Расходимость, коллимация или положение фокуса луча можно определить путем перемещения профилировщика одной плоскости в z , но это не измерение в реальном времени и ограничивает ручную или автоматическую настройку луча. Многоплоскостные профилировщики реального времени обеспечивают значительную экономию времени и средств в таких приложениях.

Для определения углового распределения выходного сигнала источника, x — y профилировщики и устройства формирования изображений могут обрабатывать лучи с малой числовой апертурой. Лучи с большим углом и полное полярное распределение требуют специализированных гониометрических сканеров.

M ² характеризует степень несовершенства реального лазерного луча. M ² из 1 является совершенством TEM ₀₀ с ограничением дифракции. Большинство пучков не идеальны — лабораторный гелий-неоновый лазер имеет M ² примерно от 1,05 до 1,2. Чем ближе M ² к 1, тем точнее можно сфокусировать луч.