MKS presenta il primo strumento di misura del profilo del fascio laser senza contatto
MKS Instruments ha presentato il nuovo sistema di analisi del fascio laser Ophir BeamWatch Plus all’evento Laser World of Photonics. BeamWatch Plus rappresenta il perfezionamento del precedente sistema BeamWatch che, oltre alle lunghezze d’onda NIR, ora è in grado di misurare anche laser ad alta potenza nelle lunghezze d’onda VIS (420- 635nm), soprattutto i laser verdi e blu.
Durante il Laser World of Photonics, MSK Instruments ha presentato Ophir BeamWatch Plus, un nuovo sistema di analisi del fascio laser senza contatto. Rappresenta il perfezionamento del precedente sistema BeamWatch che, oltre alle lunghezze d’onda NIR, ora è in grado di misurare anche laser ad alta potenza nelle lunghezze d’onda VIS (420-635 nm), soprattutto i laser verdi e blu.
Il sistema di analisi del fascio BeamWatch Plus è stato sviluppato per laser YAG, a fibre e a diodi ad alte potenze laser che vengono utilizzati in modo classico per la lavorazione industriale dei materiali. È la soluzione ideale per il monitoraggio principale dei parametri laser nei processi di saldatura o taglio al laser. Le applicazioni più recenti sono quelle nell’industria automobilistica, per la saldatura del rame delle celle della batteria o nella saldatura hairpin.
Misurazioni basate sullo scattering di Rayleigh
BeamWatch Plus è l’unico strumento di analisi del fascio a livello industriale in grado di misurare in modo rapido e preciso i parametri laser senza contatto con il fascio laser. Il sistema determina i parametri rilevanti attraverso misurazioni continue dello scattering di Rayleigh del fascio. Ciò consente di definire direttamente dimensione del fuoco, posizione del fascio e caustica completa del fascio. Grazie al tempo di misurazione breve è possibile eseguire anche le misurazioni dinamiche della posizione del fuoco, in particolare all’accensione del laser. È possibile misurare il fascio laser a intervalli regolari, senza dover arrestare completamente il processo laser o effettuare ristrutturazioni importanti.
Le misurazioni di BeamWatch Plus non si basano sul fascio laser in quanto tale, bensì sullo scattering di Rayleigh nel percorso attraverso lo strumento di misura. Data l’assenza di contatto con il fascio laser, per BeamWatch Plus non è previsto alcun limite di potenza superiore. È già stato testato per laser di alta potenza con 100 kW. Gli strumenti di misura convenzionali posizionano invece un sensore nel fascio che, potenzialmente, potrebbe essere danneggiato o influenzare il fascio. Inoltre, il processo di misurazione risulta molto più lento: servono infatti fino a due minuti per ottenere i dati necessari alla caratterizzazione del fascio. Al contrario, BeamWatch Plus fornisce immediatamente i parametri fondamentali.
Tenere sotto controllo processi di taglio critici
Il sistema di analisi del fascio Ophir BeamWatch Plus impiega ottiche con forte ingrandimento, che consentono la misurazione di fasci laser con una dimensione del fuoco fino a un minimo di 45 µm. Con un monitoraggio di fasci laser di questa dimensione, è possibile tenere sotto controllo anche processi di taglio critici e garantire tagli il più possibile precisi senza spreco di materiale. Il sistema consente di misurare la posizione del fuoco più volte al secondo, per accertare se si sta verificando uno spostamento del fuoco durante un processo critico come quello di attivazione. Il sistema offre misurazioni su due assi, in modo che l’operatore sia in grado di visualizzare il fascio laser su due assi ortogonali. Le misurazioni vengono effettuate per ogni singolo asse, in modo da avere informazioni precise per valutare la qualità operativa del laser. Lo spostamento del fuoco può essere registrato su entrambi gli assi, in modo che le misurazioni forniscano dati importanti anche sulla circolarità del fascio o sul suo eventuale astigmatismo. Il software Ophir BeamWatch Plus analizza in tempo reale le immagini che si formano con lo scattering di Rayleigh del laser. In base alla dimensione e al posizionamento del beam waist, vengono calcolati ulteriori parametri quali spostamento del fuoco, M^2, divergenza e altri parametri di qualità. I parametri chiave vengono confrontati con valori limite predefiniti e quindi vengono stabilite valutazioni OK/Non OK che indicano immediatamente se sono necessarie misure correttive. Il software offre inoltre un’interfaccia per l’automatizzazione.