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1PRIMES GmbH | Max-Planck-Straße 2 | 64319 Pfungstadt | Deutschland | www.primes.de
Version: 6.6 | Technische Änderungen vorbehalten.
Datenblatt FocusMonitor FM+
FocusMonitor FM+
Unser vielseitiges Flaggschiff
Alles und noch mehr: Der FocusMonitor FM+ ist heute
schon für morgen gerüstet und denkt in weiten Dimen-
sionen, wenn es um die absolute Qualität Ihres Laser-
strahls geht. Schneiden, Schweißen, Oberfl ächen
bearbeiten – dafür muss das Werkzeug Laser möglichst
ausfallfrei funktionieren. Der FocusMonitor FM+ als
moderner Universalist überzeugt nicht nur mit ungewöhn-
licher Vielseitigkeit und herausragenden Funktionalitäten,
sondern punktet darüber hinaus mit leicht auswechsel-
baren Messspitzen und Detektoren.
Selbst bei hoher Strahlleistung ist der FocusMonitor FM+ das
ideale Gerät zur Analyse und Vermessung von Laserstrahl-
quellen in der Materialbearbeitung. Zuverlässig bestimmt er
die Strahleigenschaften von fokussierten Laserstrahlen: neben
den geometrischen Abmessungen des fokussierten Laser-
strahls außerdem die Fokuslage im Raum, das Strahlpara-
meterprodukt und Beugungsmaßzahl. Die integrierte z- Achse
ermöglicht die automatische Vermessung kompletter Kausti-
ken bis zu vier Rayleigh-
längen und ermöglicht damit ein Norm-konformes Messen.
Den bewährten, weltweit erfolgreich eingesetzten FocusMoni-
tor FM haben wir zum FM+ weiterentwickelt: mit neuer Elekt-
ronik, die aktuelle wie zukünftige Anforderungen in der Signal-
verarbeitung erfüllt und schon jetzt dank neuer Hauptplatine
mit 16-bit-AD-Wandler zu begeistern weiß. Eine Ethernet -
Schnittstelle erlaubt den schnellen
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und sicheren Datenaustausch mit Computern oder Anla-
gensteuerungen. Praktisch: Das neue mechanische Design
ermöglicht zudem eine Überkopfmontage ohne zusätzliche
Bauteile.
Das Prinzip
Der FM+ ist ein opto-mechanisch abtastendes Messsystem,
das den Laserstrahl mit einer speziellen Messspitze abtastet.
Diese ist mit einer kleinen Bohrung (typischer Durchmesser:
20 µm) versehen, durch die ein geringer Anteil der Laserstrah-
lung eintritt. Mittels zweier Umlenkspiegel wird der Strah-
lungsanteil auf einen Detektor gelenkt, der je nach Laserleis-
tung und Wellenlänge ausgewählt und konfiguriert wird.
So können unterschiedliche Laserstrahlquellen und -systeme
allein durch die optimale Auswahl der Messspitze und des
dazugehörigen Detektors vermessen werden.
Die hohe Bahngeschwindigkeit der rotierenden Messspitze
erlaubt die Analyse von großen Leistungsdichten. Dank der
Dynamik des verwendeten Analog-Digital-Wandlers wird ein
sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt. Sehr geringe
Intensitäten werden neben hohen Spitzenintensitäten glei-
chermaßen präzise abgebildet. Dies ist eine der Voraus-
setzungen zur automatischen Messung von Kaustiken im
fokusnahen Bereich über mindestens vier Rayleighlängen
entsprechend ISO 11146.
Ein neuer Meilenstein in der Ver-
messung hoher Leistungsdichten
Als jüngste Innovation der FocusMonitor FM+ Familie stellt
PRIMES den FocusMonitor FM+ HPD vor. Durch kontinu-
ierliche Weiterentwicklung und das besondere Design des
neuen Messprinzips FS³ ist es uns nun möglich, Laserstrahlen
mit sehr hohen Leistungsdichten von bis zu 50 MW/cm² zu
vermessen und auszuwerten. Hierbei sind Strahldurchmesser
von 100 – 1200 µm auswertbar. Das revolutionäre Design
und die neue Funktionalität des FM+ HPD steht Ihnen für
Strahlquellen des Wellenlängenbereichs von 1,0 – 1,1 μm zur
Verfügung.
Mit dem FM+ HPD präsentieren wir einen Meilenstein zur
Kaustikanalyse von Laserstrahlen in bislang schwierig auszu-
wertenden Leistungsbereichen, die z.B. in Schneidprozessen
Verwendung finden.
Neues Messprinzip: Fused Silica Sensor System FS³
Astigmatischer Strahl: Falschfarbendarstellung bei verschiedenen z-Positionen
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Erweiterte Funktionalität dank
neuer LaserDiagnosticsSoftware
Mit dem neuen Diagnose-Tool LaserDiagnosticsSoftware
(LDS) bietet der FM+ deutlich mehr Funktionalitäten als je
zuvor. Sie erlaubt eine vollautomatische, halbautomatische
oder manuelle Messung der Strahlverteilung, Strahlposition
und den Strahlabmessungen. Die Messungen können mit
höherer Auflösung und frei wählbarem ROI (Region of Interest)
aufgezeichnet werden. Ausgestattet mit einer höheren Dyna-
mik können Sie den Strahldurchmesser sogar bei schlechtem
Signal -Rausch- Verhältnis bestimmen. Weitere Parameter
wie etwa Strahltaillendurchmesser, Divergenzwinkel, Ray-
leighlänge und Beugungsmaßzahl M2 sind ebenfalls über das
LDS-Tool ermittelbar.
Die Messung der Intensitätsverteilung von Multispot-
Konfigurationen wird durch ein spezielles LDS-Plugin
ermöglicht. Angesichts der zunehmenden Bedeutung von
Multi-Spot-Lasersystemen ist dies nur ein Beispiel für die
hohe Anwendbarkeit und Flexibilität des neuen LDS.
Die Anzahl der Messebenen ist frei programmierbar, typi-
scherweise liegt sie zwischen 11 und 21 Ebenen. Komplette
Messreihen und Berechnungsergebnisse können gespeichert
werden, um mit diesen vorab definierten Grunddaten erneut
zu messen.
Einfach austauschen:
Messspitzen und Detektoren
Ein Wechsel des Detektors ebenso wie der Messspitze ist
innerhalb weniger Minuten vom Anwender durchführbar.
Für die unterschiedlichen Divergenzen und Wellenlängen
verschiedener Strahlquellen steht Ihnen ein ganzes Set
angepasster Messspitzen sowie Detektoren zur Verfügung.
Die mit einem EEPROM ausgestatteten Detektoren erlauben
problemlos die Verbindung zur LaserDiagnosticsSoftware. Die
Auflösung des Detektors und die Messfenstergröße können in
der Software eingestellt werden.
Wellenlängenbereich von CO2 -Lasern ( λ = 9 – 11 µm):
Pyroelektrische Detektoren wie DFCM+ zusammen mit
CO2-Highpower-Messspitzen.
Festkörper-Laserstrahlung:
Hochdynamischer Detektor DFY -PS+ für Wellenlängen
λ = 0,4 - 1,1 µm mit automatischer Signalanpassung.
Für Wellenlängen λ = 1 – 1,7 µm wird der Detektor
DFIG-PS+ empfohlen. Kombination dieser Detektoren
in der Regel mit einer NIR-high-div-Messspitze.
Für höher divergente Diodenlaser stehen zusätzliche Mess-
spitzen zur Verfügung.
Optional:
Justierte Detektoren, z.B. mit optimalem Signal-
Rausch-Verhältnis oder Messspitzen mit erhöhter/ redu-
zierter Empfindlichkeit. Da während der Diagnose fast
keine Laserstrahlleistung absorbiert wird, sollte der FM+
idealerweise in Kombination mit einem Leistungsmesser
wie dem PowerMonitor betrieben werden. Dadurch kann
auch die Laserleistung gemessen und die Strahl sicher
absorbiert werden.
Presentation of typical measuring results of the FM+ within the new Laser-DiagnosticsSoftware
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Technische Daten
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FM+ FM+ HPD
MESSPARAMETER
Leistungsbereich 30 – 25 000 W 100 – 25 000 W
Wellenlängenbereich 0,4 – 1,6 µm und 9 – 12 µm1,0 - 1,1 µm(andere Wellenlängenbereiche auf Anfrage)
Strahlabmessungen, typ. 100 – 3 000 µm (bis zu 5 000 µm optional) 100 – 1 200 µm
Max. power density at different measuring tips
CO2 laser (10.6 µm): 30 MW /cm2 Nd:YAG-Laser (1 000 – 1 100 nm): 10 MW /cm2
VIS-Laser (515 – 550 nm): 5 MW /cm2
Dioden-Laser (400 – 1 000 nm): 1 MW /cm2
NIR laser: 50 MW /cm2
ERMITTELTE PARAMETER
Fokusposition x, y, z ja ja
Fokusradius x, y ja ja
Beugungsmaßzahl M2 ja ja
Typische maximale Rayleighlänge 28 mm 28 mm
Leistungsdichteverteilung 2D, 3D 2D, 3D
Messdauer pro Ebene abhängig von Messpara-metern (wie Auflösung, Rotationsgeschwindigkeit, Messfensterposition)
5 s - 40 s 5 s - 40 s
Linescan optional optional
GERÄTEPARAMETER
Arbeitsbereich x-y 8 x 8 mm (12 x 12 mm optional) 8 x 8 mm (12 x 12 mm optional)
Arbeitsbereich z 120 mm 120 mm
Messfenstergrößen 0,1 x 0,1 – 8 x 8 mm (bei 64 Pixel Auflösung) 0,1 x 0,1 – 8 x 8 mm (bei 64 Pixel Auflösung)
Auflösung 32 x 32 px – 1 024 x 1 024 px 32 x 32 px – 1 024 x 1 024 px
Drehzahl der Messspitze 1 875, 3 750, 7 500 min-1 1 875, 3 750, 7 500 min-1
VERSORGUNGSDATEN
Elektrische Versorgung 24 V DC ± 5 %, max. 3,5 A 24 V DC ± 5 %, max. 3,5 A
Schutzgas Helium, Stickstoff oder Argon Helium, Stickstoff oder Argon
Max. Druck typ. 0,5 bar (optional) typ. 0,5 bar (optional)
KOMMUNIKATION
Schnittstellen Ethernet, RS485 Ethernet, RS485
Trigger-Delay-Ausgang optional optional
MASSE UND GEWICHT
Abmessungen (L x B x H) 280 x 242 x 218 mm 280 x 242 x 218 mm
Gewicht (ca.) 8,5 kg 8,5 kg
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
Gebrauchstemperaturbereich 15 – 40 °C 15 – 40 °C
Lagerungstemperaturbereich 5 – 50 °C 5 – 50 °C
Referenztemperatur 22 °C 22 °C
Zulässige relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend)
10 – 80 % 10 – 80 %