Брус профилированный что это: Отличие профилированного бруса от клееного бруса — что лучше?

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. Что это такое — профилированный брус? В чем его основные преимущества?

Что это такое — профилированный брус? В чем его основные преимущества?

Профилированный брус является 100-процентным массивом дерева без склейки. Для его изготовления заготавливаются и сортируются бревна деревьев хвойных пород определенного диаметра. Далее заготовки обрабатываются на специальном оборудовании, где им с высокой точностью придается размер и требуемый профиль, который зависит от формы фрезы.

Получаемый профиль бруса имеет сложную конфигурацию, включающую в себя утеплительные пазы, шипы, прижимающие межвенцовый уплотнитель, гладкие боковые поверхности с фасками, препятствующими попаданию воды в стыки брусьев и придающими привлекательный внешний вид конструкции.

Профилированный брус по теплосбережению значительно превосходит оцилиндрованное бревно за счет прилегания брусин друг к другу с зазором под уплотнитель (широкий мост холода) и сложного лабиринтного «замка» в двух плоскостях бруса. Причем для достижения одних и тех же показателей энергосбережения профилированного бруса на стены дома идет до 40% меньше по объему, чем оцилиндрованного бревна, а по сравнению с клееным брусом он дешевле почти в три раза.

Для строительства деревянных домов и бань мы используем профилированный брус естественной влажности. В соответствии с ГОСТ 6782.1-75 усадка бруса естественной влажности до эксплуатационной влажности (16-18%) составляет всего 3,5% для сосны. Степень усадки бруса зависит от множества факторов, но к этому мы вернемся чуть позже и рассмотрим этот вопрос подробно.

Невысокая степень усадки профилированного бруса, конструкция «замка», а также использование уплотнителя исключают продувание деревянного строения и последующую его конопатку, что дает дополнительную экономию средств. Использование, к примеру, оцилиндрованного бревна влечет последующую неоднократную конопатку строения в связи с его значительной усадкой и появлением щелей между бревнами.

Дерево — природный материал, чутко реагирующий на воздействие окружающей среды. Изменение влажности в процессе эксплуатации деревянного дома или бани ведет к появлению трещин и этот процесс неизбежен. Но при правильном производстве, хранении и обработке профилированного бруса его можно минимизировать, чему способствует снятие напряжений в брусе с четырех сторон.При этом капиллярная система древесины не нарушена и через боковые поверхности бруса и его торцы непрерывно происходит воздухообмен, а также выводятся излишки влаги из помещения. При изготовлении профилированного бруса древесина приобретает эстетический вид, сохраняя при этом естественную текстуру, поэтому стены дома не требуют дополнительной отделки, что является весомым плюсом при выборе этого материала для строительства.

 Вернемся к вопросу усадки деревянного строения из профилированного  бруса.

Усадка — естественный процесс уменьшения высоты деревянной стены, наиболее активно протекающий в первые 90 дней после возведения дома или бани. До окончания усадки не рекомендуется прокладывать коммуникации и проводить отделочные работы. Величина и время усадки бруса зависит от многих факторов.

Усадка возведенного летом дома из бруса длится до 12 месяцев, для дома, построенного в зимний период на усадку понадобится до 6 месяцев. Такая разница в сроках объясняется тем, что влажность воздуха с приходом зимы понижается, во время морозов влага из древесины постепенно и равномерно вымораживается.

Наименьшую по времени и величине усадку дает клееный брус и профилированный брус камерной сушки (1,5-2%), за ними следует профилированный брус естественной влажности (до 4,5%). Наибольшая усадка у бруса строганного и нестроганого (до 6-8%) .

Кроме того, величина и время усадки зависят от квалификации рабочих, того, насколько ровно укладывается и плотно подгоняется брус, от наличия технологических зазоров, качества нагелей, наличия и качества материала межвенцовой прокладки.

Способы уменьшения усадки.

1. Каждый ряд бруса осаживается при помощи деревянной киянки, которая не портит брус. В результате брус более плотно стыкуется между собой.
2. Между рядами брусьев прокладывается межвенцовый утеплитель. К примеру, джутовое льнополотно в качестве утеплителя способно накапливать и отдавать влагу в зависимости влажности окружающей среды.
3. В оконном или дверном проеме вырезается паз для установки горизонтального деревянного бруса (50х50 мм), он является направляющей при вертикальной усадке сруба.
4. При установке окон и дверей сверху делаются технологические зазоры высотой 20-30 мм, которые закрываются наличниками.

 Профилированный брус, как и любой строительный материал, имеет свои особенности, о которых надо знать заблаговременно:

– усадка, которая длится примерно от 6 месяцев до 1 года. В этот период строению нужно обеспечить щадящий режим эксплуатации: хорошую вентиляцию и правильный режим протапливания, в противном случае усадка будет неравномерной, что приведет к образованию значительных трещин и кручению бруса;

– общим недостатком материалов из массива дерева являются трещины. Выше обозначенные мероприятия позволят минимизировать их количество, но небольшие трещины не должны вызывать беспокойство, они естественны и являются природным кондиционером;

— окрашивание древесины («синева, чернота»)  в период весна-лето-осень, особенно это свойственно для регионов с влажным климатом. Этот дефект является лишь визуальным, объясняется высокой влажностью окружающей среды. Он легко убирается либо заранее предотвращается с помощью спецсредств. «Синева» никаким образом не влияет на качественные характеристики древесины, эстетический вид вид древесине легко вернуть при помощи обработки антисептиками.

Остановимся на этом вопросе более подробно.

Обработка профилированного бруса антисептирующими средствами позволит избежать появления синевы, плесени, грибка и гнили, а также защитит древесину от внешних атмосферных воздействий и УФ излучения. Необходимо принять во внимание, что брус естественной влажности перед обработкой должен немного подсохнуть для получения качественного антисептического слоя дерево. После усадки дома рекомендуется провести дополнительную обработку стен.

Известно из практики, что бесцветные антисептики малоэффективны, к тому же практически не защищают от ультрафиолета, поверхность бруса выгорает и темнеет. Дешёвые антисептики имеют «кислотные» оттенки и строение после обработки ими имеет неприглядный вид. Предпочтительна продукция компаний, специализирующихся н а выпуске средств для обработки древесины, так их как PINOTEX, TIKKURILA, РОГНЕДА, СЕНЕЖ.

Остается добавить, что на сегодняшний день профилированный брус естественной влажности из массива древесины является одним из самых популярных видов для загородного строительства по соотношению «цена — качество — экологичность — эстетичность — долговечность.

 

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

«> Домашний	Викторина	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.

Фигура 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 должен иметь пространственное разрешение, так что можно легко использовать детекторы для очень разных областей 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 35 поставщиков профилировщиков луча. Среди них:

DataRay

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

Femto Easy

Femto Easy предлагает различные типы профилемеров 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 лазерного луча 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.
• SWIR-профилировщики BeamPro доступны с широким спектром SWIR-датчиков на основе InGaAs для измерения лазерных лучей в диапазоне 900–1700 нм.

Все они поставляются с мощным и удобным программным обеспечением.

Gentec Electro-Optics

Когда дело доходит до определения характеристик лазерного луча в диапазоне от УФ до ближнего ИК-диапазона, профилограф 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 дают пользователю наиболее точную доступную характеристику луча, и все это в облегченной среде, полное освоение которой занимает не больше нескольких дней.

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.

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 ними оборудование. Методы испытаний мощности лазерного луча, энергии и временных характеристик»

(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):

  
  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] 

Системы профилирования луча и их применение

Системы профилирования луча являются важной технологией, обеспечивающей качество и однородность лазеров. Профилировщики луча измеряют оптическую пространственную интенсивность входного лазерного луча, предоставляя информацию об однородности луча во времени, а также в разных областях луча. Лазеры используются повсеместно — для передачи сигналов, спектроскопии, производства и многих других областей — поэтому крайне важно, чтобы применяемый лазерный луч был должным образом откалиброван по своим свойствам и постоянству с высокой степенью точности. 92, произведение угла расхождения на радиус перетяжки). Тем не менее, огромное количество лазерных приложений поддается соразмерно разнообразному количеству различных лазерных лучей, а это означает, что ни один профилировщик луча не подходит для каждой задачи.

Какие существуют типы систем профилирования балки?

На рынке доступны два основных типа систем профилирования лазерного луча: профилировщики на базе камеры и профилировщики с острым краем или сканирующей щелью. Профилировщики луча на основе камеры включают прямое освещение лазером ПЗС- или КМОП-сенсора для непосредственного измерения интенсивности профиля лазерного луча до определенного разрешения на основе пикселей. Лазерные профилировщики на основе камер являются сегодня наиболее часто используемыми системами на рынке. В профилировщиках с ножевым краем используется вращающееся лезвие или «нож», позволяющий анализировать части лазерного сигнала с помощью измерителя мощности, после чего программное обеспечение может реконструировать полный профиль луча. Преимущество профилировщиков пучка с остроконечной кромкой заключается в их, как правило, превосходном нижнем пределе разрешения, контролируемом дифракцией, который обычно составляет порядка микронов (по сравнению с десятками микрон, наблюдаемыми в профилировщиках пучка на основе камеры). Однако профилировщики остроконечного луча подходят только для непрерывных лазерных источников, а не для импульсных лазеров.

Для систем профилирования луча на основе камеры обычно необходимо ослабить измеряемый луч в зависимости от чувствительности используемой системы профилирования луча с помощью фильтров нейтральной плотности. Обычно это не требуется для систем профилирования луча с острой кромкой из-за небольшой площади поперечного сечения луча, которая анализируется в любой момент времени. Одним из недостатков систем профилирования луча с острым краем является то, что они обычно измеряют луч только по нескольким осям луча, что не дает информации о луче, перпендикулярном направлению его движения по краю.

Системы на основе ПЗС- или КМОП-камер?

При выборе системы профилирования луча на основе камеры также необходимо учитывать систему формирования изображения – ПЗС или КМОП? ПЗС, или устройство с зарядовой связью , датчик изображения , использует матрицу светочувствительных ячеек, которые перетасовывают фотоэлектроны из каждой ячейки в единый считывающий усилитель, что позволяет каждой ячейке направить все свои функции на преобразование светового сигнала в электронный сигнал. . Он также имеет тенденцию уменьшать шум в выходном цифровом сигнале, но требует больше времени для считывания. КМОП или 9С другой стороны, комплементарные системы датчиков изображения 0051 металл-оксид-полупроводник состоят из считывающих усилителей для каждой светочувствительной ячейки, которые преобразуют входной аналоговый свет в электронное напряжение. Хотя такая установка может увеличить сложность, датчики изображения CMOS часто считаются выгодными из-за их более широкой полосы пропускания и, как правило, имеют меньшую стоимость из-за отсутствия внешней электронной структуры для перетасовки и интерпретации сигналов, присутствующих в ПЗС-системах.

Эффект Блума в цифровом сигнале системы профилирования луча камеры на основе ПЗС. Предоставлено DataRay

В настоящее время в большинстве профилировщиков луча используется датчик изображения CMOS из-за их более низкой стоимости и простоты производства. Как уже упоминалось, КМОП-системы, как правило, имеют более высокую пропускную способность, что позволяет быстрее обрабатывать изображения и, как правило, снижает энергопотребление. Кроме того, ПЗС-системы склонны к перенасыщению сигнала в ячейке, «проливу» своего лишнего сигнала в соседние ячейки и созданию эффекта цветения в цифровом сигнале. Хотя это обычно смягчается в КМОП-датчиках изображения из-за параллелизма аналого-цифрового преобразования, может быть сложнее исправить, когда это происходит из-за обилия активной электроники на борту, которую необходимо перевести в состояние низкого напряжения. для коррекции шума. Однако по мере развития технологии КМОП и совершенствования методов коррекции шума можно ожидать, что датчики изображения на основе КМОП будут продолжать доминировать на рынке.

Выбор системы профилирования балки для вашего применения

Различные профили балки для различных применений. Предоставлено UCSD

Системы профилирования балки чрезвычайно важны для целого ряда разнообразных приложений. Независимо от того, профилируете ли вы луч для волоконно-оптических, производственных или медицинских инструментов, знание однородности и стабильности луча может сделать или сломать лазерные приборы. Например, незнание диаграммы направленности лазера при производстве может привести к неравномерному резу или появлению нежелательных дефектов в изготавливаемом материале.

Первый фактор, который необходимо принять во внимание, — это размер и форма используемого вами лазерного луча. Предварительное знание размера лазерного луча необходимо, особенно для пятен сфокусированного луча размером порядка микрона. При таких малых размерах системы профилирования луча на основе камер становятся невозможными, поскольку системы на основе камер обычно имеют общую чувствительную площадь порядка миллиметров. Это можно преодолеть с помощью расширителей луча или датчиков большой площади. С другой стороны, если ваш луч слишком велик для площади датчика, можно использовать расширитель луча в обратном направлении.

Форма лазерного луча также влияет на методы, используемые для профилирования луча. Как правило, гауссовский луч используется в приложениях, где желательно сконцентрировать лазерный луч в одной точке.