Dataray光束質量分析儀WinCamD-IR-BB的介紹、使用及應用案例
美國 DataRay 公司成立于 1988 年，專業提供光束質量分析儀，對激光光束的光斑大小，輪廓和能量分布和M²值等參數進行全面的測試和分析；DataRay的設備廣泛應用于激光研究、光纖通信、工業加工、醫學激光設備等領域，幫助用戶進行精確的光束質量分析和優化。
DataRay的軟件功能強大，易于使用，是專門為實現快速和準確的激光束分析而設計的。該軟件支持WinCamD、BladeCam、TaperCam等所有系列的光束質量分析儀。軟件所有功能都是免費提供。該軟件控制DataRay的線激光分析系統，大光束分析系統和M2測量系統，可以滿足各種光束與特定的分析需求。
中紅外光束質量分析儀WinCamD-IR-BB
參數
WinCamD-IR-BB 是一款適用于中波紅外和遠紅外波段激光的光束質量分析儀。其像素大小為 17 μm，波長范圍為 2-16 μm，并且集成了快門，具有優秀的光束輪廓分析能力。優異的信噪比（＞1000：1）
特點
- 17 μm像素間距
- 集成快門
- 信噪比：1000:1
- 符合 ISO11146 標準的光束測量
- 有效面積：10.8 x 8.16 mm
- 7.5 幀/秒
- USB 3.0 接口，無需額外電源
- 無斬波器，無TEC
- 14 位 ADC
- 熱響應時間常數為 14 ms（脈沖激光的重頻須≥1kHz）
- 可多個相機同時使用
- M2測量
- 發散角測量
- 確定焦點位置
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型號 |
參數 |
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WinCamD-IR-BB |
波長范圍：2-16 μm 有效區域：10.8 x 8.2 mm 分辨率：640 x 512 像素大小：17μm |
應用領域：
• MIR/FIR 激光測量
• 對 MIR/FIR 激光及基于激光的系統的現場維護
• 光學組件與儀器的校準
• 光束漂移與記錄測量
產品和軟件使用
注意事項
• 請小心操作 WinCamD-IR-BB 設備，尤其是在傳感器外露的情況下
• 請始終遵守最大輻照度限制
• 保持在飽和輻照度以下，以確保安全
• 如果傳感器受損，WinCamD-IR-BB 傳感器組件的更換成本會非常高。
• 在使用任何功率的激光時，請始終遵循適當的激光安全規程。
• 請務必了解激光光束的光路，包括光學元件表面的每一次反射/透射。
軟件操作指南
1.安裝適用于 WinCamD-IR-BB 的最新 DataRay 軟件。
2. 檢查光束的輸出功率，并做好必要的衰減準備。WinCamD-IR-BB 配備了兩個 ND-IR 反射型濾光片，取下鏡頭蓋，小心地安裝所需的濾光片，或者準備其他衰減/采樣設備。
3. 務必確保您的采樣方法所產生的任何反射或透射的激光都能得到妥善處理。
4. 將 WinCamD-IR-BB 軟件連接到計算機的 USB 3.0/2.0 接口。
5. 打開 DataRay 軟件，并讓該軟件識別出 WinCamD-IR-BB 設備。
6. 按下綠色條或“開始”按鈕以啟動相機。啟用“超校準”功能以開啟非均勻性校正（NUC），并保持其開啟狀態，以便在相機溫度變化時讓軟件自動執行額外的 NUC 操作。在進行 NUC 操作時，內置快門會關閉。
7. 在“捕獲設置”對話框中設置一個完整的捕獲區域。
8. 慢慢地將光束移到傳感器的邊緣位置，如果傳感器變得飽和，就將光束移開遠離傳感器。
9. 如果傳感器飽和，快門就會關閉。要重新打開快門，請使用下圖中圖標欄中的圖標（用紅色框標出）。
10. 如有必要，可通過調整衰減量來調節光束功率。
操作注意事項
曝光控制
WinCamD-IR-BB 以固定的幀率為 30 幀/秒或 7.5 幀/秒運行（用于出口的型號）。對于這種類型的相機，沒有傳統的曝光時間選項，而且圖像增強器的增益是不可變的。改變傳感器響應的唯一方法是通過調整光束的衰減或光束大小來改變光的強度。
校準
WinCamD-IR-BB 需要進行非均勻性校正（NUC）以獲得最佳效果。系統會自動將默認的 NUC 保存至相機內存中。相機利用其內置快門來遮擋光線，并自動執行 NUC 操作。
衰減
正如之前所強調的，使用 WinCamD-IR-BB 時，必須仔細選擇適合光源的衰減量。
標準的 WinCamD-IR-BB 購買套餐包含兩個反光的 ND-IR 濾光片：ND-IR-1 和 ND-IR-2。這些濾光片可以直接安裝在 WinCamD-IR-BB 上以衰減光強。這些濾光片的工作原理是反射大部分入射光，并僅讓一小部分光線到達相機傳感器，如下圖所示。
保偏光束采樣器
保偏光束采樣器（PPBS）是一種可用的配件，用于從光束中采樣一小部分，以用于測量應用。在這些應用中，如果原始光束的功率密度不加以控制，可能會損壞測量儀器或標準 ND 濾光片。PPBS 通過從兩個正交的楔形窗口片來采樣部分光束，從而安全地降低高強度光線的功率，同時保持輸入光束的原始偏振狀態，并消除每個空氣-玻璃界面處的多次反射的影響，如圖所示。
M2測量
WinCamD-IR-BB 能夠按照 ISO-11146 標準進行光束直徑測量，并且可以與配套的電動導軌組合使用來進行 M2 測量。請注意，由于 WinCamD-IR-BB 不具備曝光控制功能，因此在進行 M2 測量時，當光束大小發生變化時，必須手動調整衰減量
實際案例
相關文獻
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Dutta Gupta B, Tang S, Berthelot T, et al. Towards high-power MOPA architectures in single-mode fibers for mid-IR mode-locked operation[J]. Optics Express, 2024, 32(13): 23448-23457.
Burghart D, Zhang K, Oberhausen W, et al. Multi-color photonic integrated circuits based on homogeneous integration of quantum cascade lasers[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 3563.
