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レーザパワープローブ(ハンディタイプ)

Laser Power Prove

コンパクトで取り扱いが容易なパワープローブです。携帯性に優れ、セットアップも必要なく、短時間のうちに正確なレーザー出力の測定が可能です。
タフな作りで長寿命なので、日常のレーザー出力チェックに最適です。


Analog Laser Power Probes Conical Head Power Probes Digital Laser Power Probes

アナログレーザパワープローブ

レーザー出力の測定は素早く簡単にでき、セッティングやアライメントに時間を要するべきではありません。理想的には、損失(ロス)が起こりそうなあらゆる箇所で測定できることです。ただ残念なことに、大半のパワーメーターでは連続的な出力測定が簡単にはできません。しかし、多くの研究室や生産現場では、作業等の中断を最小限にし即座に出力スポットが確認できることが常に求められています。レーザーをチューニングするときでさえも、研究者は望ましいモードパターンに調整することが最良であることに気づいています。


このパワープローブは熱量計タイプ(calorimeter-type)のパワーメーターであり時限照射によりレーザーの出力を測定します。較正された表示スケールに吸収された平均出力が表示され、2WのYAGレーザーから10,000WのCO2レーザー、CWもしくはパルスレーザーで使用できます。


* サーマルイメージプレートとビームプローブはCO2・一酸化炭素・フッ化水素・YAGレーザーを視認するための機器です。データシートやマニュアルはメーカーのホームページにございます。

特長

・ パワープローブの吸収体は使いやすいサイズで、測定に十分な大きさでありながら、光学系に干渉せずに光学機器の間に入れて計測できるコンパクトさ。
・ 手持ち式のメーターで測定に必要な時間は約1分。
・ 吸収剤のコーティングは非常に頑丈で機械的な摩耗や浸水にも耐えます。
・ 出力計測の過程を素早く簡単にするためにゼロ調整機構を内蔵。
・ 精密で頑丈な全金属構造により製品寿命が長い。

計測にあたり

各パワープローブは独立型であり、吸収ヘッド・温度測定機構・ゼロ調整ノブ・表示ダイヤルで構成されています。測定にあたり、最初にダイヤルをゼロに合わせます。次にパワープローブの端にある吸収ヘッドに規定時間だけレーザービームを照射します。

パワープローブをレーザービームから外した後、ダイヤルから平均出力が読み取れます。そして、ここまでに要する時間は1分間です。続けて複数のレーザー出力を測定する場合には、各測定の間に吸収ヘッドを容器の水に浸して急速冷却できます。

こうしたレーザーパワープローブはとても一般的で、Macken Instruments社では平面モデルが13種類とコニカル(円錐)モデルが3種類とを用意しています。これらのモデルには8種類の出力レンジと2種類の吸収コーティングがございます。


・ Yシリーズのパワープローブには広帯域スペクトルの吸収コーティングがされており、0.2〜11ミクロンの波長域で使用でき、YAG及びCO2レーザー用に設計されています。
・ CシリーズのパワープローブはCO2レーザーの波長域に最適化されており、Yシリーズよりもコーティングの損傷閾値が高いのでCO2レーザーで使用することをお勧めします。

1200Wを超えるCO2レーザー用には、コニカルタイプの吸収ヘッドをした2種類のパワープローブがございます。標準的な平面タイプよりも、コニカルタイプは高い損傷閾値がございますが、一方で吸収ヘッド部分が厚くなり、同じ出力レンジの平面タイプよりも受光部が小さくなります。詳細はコニカルパワープローブのデータシートをご覧下さい。

仕様

型式 出力
範囲(W)
波長 損傷閾値
(W/cm2) **
照射
時間
(sec)
ワット
/1メモリ
ヘッド
サイズ
(cm or
cm 径)
重量
(gm)
全長
(cm)
精度
(%)
***
再現性
(%)
P20Y 2-20 900-1250nm* 3000 30 0.2 4.58 x 2.54
1.8" x 1"
22 89 +/-5 +/-1.5
P50Y 5-50 900-1250nm* 3000 20 0.5 4.58 x 2.54
1.8" x 1"
22 98 +/-5 +/-1.5
P100Y 10-100 900-1250nm* 3000 20 1 5.08 x 3.18
2"x1.25"
22 120 +/-5 +/-1.5
P100C 10-100 8-11μm 10000 20 1 5.08 x 3.18
2"x1.25"
22 120 +/-5 +/-1.5
P200Y 20-200 900-1250nm* 2500 20 2 5.08
2"
22 157 +/-5 +/-1.5
P200C 20-200 8-11μm 7000 20 2 5.08
2"
22 157 +/-5 +/-1.5
P500Y 50-500 900-1250nm* 2000 20 5 5.08
2"
22 183 +/-5 +/-1.5
P500C 50-500 8-11μm 4000 20 5 5.08
2"
22 183 +/-5 +/-1.5
P1000Y 100-1000 900-1250nm* 1750 20 10 6.35
2.5"
22 287 +/-5 +/-1.5
P1000C 100-1000 8-11μm 2500 20 10 6.35
2.5"
22 287 +/-5 +/-1.5
P2000Y 200-2000 900-1250nm* 1200 20 20 7.62
3"
22 522 +/-5 +/-1.5
P2000C 200-2000 8-11μm 1500 20 20 7.62
3"
22 522 +/-5 +/-1.5
P4000Y 400-4000 900-1250nm* 900 20 25 8.89
3.5"
28 753 +/-5 +/-1.5
P4000C 400-4000 8-11μm 1100 20 25 8.89
3.5"
28 753 +/-5 +/-1.5
P10KY 500-5000
1000-10k
900-1250nm* 750 20
10
50
100
8.89
3.5"
28 1144 +/-5 +/-1.5
P10KC 500-5000
1000-10k
8-11μm 900 20
10
50
100
8.89
3.5"
28 1144 +/-5 +/-1.5

* Yタイププローブの波長レンジ
このプローブは8〜11μにも較正されていますが、Cタイプのものよりも損傷閾値は低いです。250〜2500nmの範囲において指定波長での較正(NIST certificate)も承ります。

** 損傷閾値
プローブを動かしながらレーザーを照射すると、静止状態に比べて損傷閾値が高く(最大で2倍)なります。円を描くようにプローブを動かし、ビームが一箇所に1.5秒以上あたらないようにすることで損傷閾値を高めることができます。

*** 精度と照射時間
パワープローブの精度と再現性はレーザー照射時間の正確さにもよります。手持ちの場合、照射時間の平均精度は約0.2秒とされており、20秒の照射時間においては1%のエラーに相当します。多くのレーザーにはシャッターが装備され、正確な照射時間にすることができます。

キャリングケース

P20〜P10Kには専用ハードプラスチックキャリングケースもご用意しております。(有料)

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コニカルヘッドレーザパワープローブ

平面タイプのパワープローブではダメージを受けるような高い出力密度のCO2レーザービームの測定にはコニカルタイプのパワープローブが適しています。円錐形の吸収キャビティにより高い熱放散性となっています。

コニカルタイプのパワープローブにはC2K、C4K、C10Kの3種類がございます。下記の表1には各モデルの仕様が載っており、表2で平面タイプとコニカルタイプの概算の損傷閾値が載っています。

損傷閾値について

金属を切れるような高出力レーザーをご使用の場合、ビームを集光し過ぎてしまうとパワープローブの受光部にダメージを与えてしまいます。
パワープローブにダメージを与えるであろう出力密度を単一の数値としては表せません。損傷閾値はビームにおける総出力の関数であり、吸収体ヘッド部分がビーム照射中に動かされているかにもよります。

CO2レーザーの場合、白いスポットが目視できて、その他に変化が見られない程度までコーティングが熱せられたときには、プローブの吸収率にロスがなく、ダメージも無い状態ですが、プローブ表面に金属部分が見えるときにはダメージを受けています。規定の損傷閾値を十分に下回る出力密度にてご使用下さい。

仕様 (表1)

仕様 型式
C2K
型式
C4K
型式
C10K
主表示
レンジ- W(1)
200-2000 (20秒) 400-4000 (20秒) 1000-10000 (10秒)
副表示
レンジ- W
NA NA 500-5000 (20秒)
ヘッドサイズ 径6.2cm (2.4")
円錐:5.08cm (2")
径7.0cm (2.75")
円錐:5.7cm (2.25")
径7.6cm (3")
円錐:6.35cm (2.5")
重量 gm 535 1000 1160
精度 +/-5% +/-5% +/-5%
再現性 +/-1.5% +/-1.5% +/-1.5%

概算損傷閾値 (表2)

出力 (1)
W
時間 (2)
平面タイプ (3)
損傷閾値 (W/cm2)
円錐タイプ (4)
損傷閾値 (W/cm2)
100 20 10000 15000
200 20 7000 11000
500 20 4000 8000
1000 20 2500 5000
2000 20 1500 3000
5000 20 1100 2200
10000 10 900 1800

レーザー照射時にプローブを動かすことで、静止状態と比べて、損傷閾値が高く(最大で2倍)なるでしょう。このように損傷閾値を上げるには、プローブ部分が円を描くように動かし、レーザービームが一箇所に連続して1.5秒以上あたらないようにします。


(1). CO2レーザービームの出力(watt)
(2). 規定の出力レベルにおけるプローブへのレーザービーム照射時間(最大)
(3). P500C、P1000C、P2000C、P10KC、H3C、H4Cの概算損傷閾値
(4). C2K、C4K、C10Kの概算損傷閾値

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デジタルレーザパワープローブ

Macken Instruments社のデジタルパワープローブは完全な持ち運び式で使い易いカロリーメータータイプのパワーメーターです。機器構成はマイクロプロセッサによるデジタルメーターとプローブヘッドの2つです。

異なるプローブにより数Wから11kW以上までの様々なレーザーに対応しています。デジタルメーターはどのプローブでも使えるので、簡単に別の測定出力レンジのプローブへ交換できるだけでなく、同じタイプのプローブを交換して読み出し数値のチェックもできます。

Macken Instruments社には優れたダイヤルタイプのアナログレーザーパワープローブがあり、それと同様にデジタルパワープローブも時限照射を用いており、レーザーの出力測定は素早く簡単であるべきという発想に基づいています。セットアップに特別な機器や時間の掛かるアライメントは不要です。理想的には、損失(ロス)が起こりそうなあらゆる箇所で測定できることです。

残念なことに、大半のレーザーパワーメータでは継続した出力値の読み取りを簡易的に行えません。しかし、多くの研究室や生産現場では、作業等の中断を最小限にして即座に出力スポットが確認できることが常に求められています

下記の通り、デジタルパワープローブにはいくつかの素晴らしい特長があります。

1. マイクロプロセッサによる制御とデジタル出力による精度の向上。
デジタルメーターは出力測定でエラーを招く非線形なものや他の要素出力を自動補正します。
2. 読みだされたレーザー出力はメーターをリセットするまで保存されます。
3. パワープローブのヘッドはお求めやすい価格で簡単に交換できます。これにより、二つのプローブを交換しながら一方で測定している間にもう一方を冷却したり、複数の異なるレーザーを測定することができます。
4. デジタルパワープローブは最高の精度で20Wから11kWまでのレンジを8種類のプローブヘッドによって測定できます。
5. パワープローブ内のコンピュータチップには較正情報が収められており、通常の20秒間の照射もしくはDM5デジタルメーターによるタイマー設定をユーザーが選択できます。

プローブヘッドの選択について

DM5デジタルメーターには8種類のプローブが使用できます。プローブの出力レンジには4つ(D1, D2, D3, D4)があり、それぞれに『Y』と『C』の吸収コートがございます。

『Y』シリーズのプローブは広帯域スペクトルの吸収コーティングで特にYAGレーザーに適していますが、0.4〜6μmをカバーしますのでCO2レーザーでも使用可能です。 択できます。

CO2レーザーだけで使う場合には『C』コーティングのプローブを推奨します。『C』コートでは基材のアルミが溶けるほどでなければダメージはありません。より高い損傷閾値のため、D3CとD4Cのプローブはコニカル型となっています。

プローブヘッド D1C
&
D1Y
D2C*
&
D2Y
D3C*
&
D3Y
D4C*
&
D4Y
使用出力レンジ 20-200 W 100-1100 W 200-2200 W 1000-11000 W
照射時間 20秒 20秒 20秒 20秒
分解能 0.1W 1W 1W 10W
ヘッド径 1.5" C
1.5" Y
1.9" C
2.5" Y
2.4" C
3" Y
3" C
3.5" Y
ヘッド長 0.5" C
0.4" Y
2.0" C*
1.0" Y
2.3" C*
1.3" Y
3.5" C*
2.2" Y
精度 +/-5% +/-5% +/-5% +/-5%
再現性 +/-1.5% +/-1.5% +/-1.5% +/-1.5%
NIST証明書 ご要求に応じます ご要求に応じます ご要求に応じます ご要求に応じます

*注:D2C, D3C, D4Cはコニカル型のプローブです。

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