Ein Messsystem.
Eine Aufnahme.
Vollständige Strahlanalyse.
Klassische M²-Messungen erfassen den Laserstrahl an mehreren Positionen entlang der optischen Achse und erfordern dafür meist eine mechanische Bewegung des Sensors. Das kostet Zeit, erfordert Justage und macht die Messung stärker von der bedienenden Person abhängig.
Die M²-Messsysteme CAM SQUARED nutzen stattdessen einen Shack-Hartmann-Wellenfrontsensor, der Wellenfront und Intensitätsverteilung in einer einzigen Aufnahme erfasst. Daraus werden die erforderlichen Beobachtungsebenen rekonstruiert und der M²-Faktor gemäß ISO 11146 bestimmt. Zusätzlich liefern unsere M²-Messgeräte auch andere wichtige Parameter, wie Strahldurchmesser, Divergenz, Strahltaille, Fokusdurchmesser, Rayleigh-Länge und Astigmatismus.
Key Features unserer M²-Messsysteme
Kein Scannen, keine Translationseinheit, kein Fokussieroptik-Wechsel, keine aufwendige Justage. Ein Messvorgang liefert die vollständige Strahlkaustik.
M²-Bestimmung nach ISO 11146, für vergleichbare und dokumentierbare Ergebnisse in Forschung und Qualitätssicherung
M²-Faktor, Divergenz, Strahltaille, Rayleigh-Länge, Astigmatismus und BPP aus einem einzigen Datensatz
Gleiche Bedingungen liefern gleiche Werte, unabhängig von bedienender Person und Justage
CAM SQUARED – Eigenschaften und Design
All unsere CAM SQUARED M²-Messsysteme nutzen einen Shack-Hartmann-Wellenfrontsensor. Dieser erfasst Intensität und Phase gleichzeitig, ohne dass er dabei mechanisch bewegt werden muss. Aus den Intensitätsbildern berechnet das System anschließend die für ISO 11146 nötigen Beobachtungsebenen.
Eine Aufnahme. Schnelle M²-Messung.
Die CAM SQUARED-Geräte rekonstruieren den Strahlverlauf aus einer einzigen Aufnahme, anstatt den Laserstrahl wie klassische M²-Messsysteme über mehrere Positionen entlang der Strahlachse zu erfassen. Dies reduziert sowohl Messaufwand als auch Justage und ermöglicht eine schnelle Laserstrahlanalyse von CW- und gepulsten Lasern.
Die Methode eignet sich zudem zur Beobachtung dynamischer Strahleigenschaften, beispielsweise thermisch bedingter Veränderungen, und unterstützt die präzise Ausrichtung optischer Aufbauten in Labor und Fertigung.
Umfassende Laserstrahlanalyse
Mit CAM SQUARED lassen sich neben dem M²-Faktor weitere wichtige Parameter für die präzise Laserstrahlanalyse und Bewertung der Strahlqualität erfassen. Die Messdaten ermöglichen eine detaillierte Beurteilung der Strahlpropagation, Fokussierbarkeit und Strahldynamik.
Wichtige Messparameter
- M²-Faktor zur Bewertung der Strahlqualität
- Strahldurchmesser und Fokusdurchmesser
- Divergenzwinkel
- Strahlgröße und Position der Strahltaille
- Rayleigh-Länge
- Strahlparameterprodukt (BPP)
- Astigmatismus
- Strahlkaustik und Strahlpropagation
Somit bietet CAM SQUARED eine umfassende Lösung für die Charakterisierung, Analyse und Optimierung von Laserstrahlen, von der Strahlqualität über die Fokussierung bis zur Ausbreitung des Laserstrahls.
Kompakt und einfach zu integrieren
Magnetisch gekoppelte Halterungen ermöglichen eine schnelle und wiederholgenaue Montage, Demontage und Repositionierung des Messsystems. Dadurch lässt sich CAM SQUARED auch einfach in bestehende Labor- und Produktionsaufbauten integrieren.
Technische Spezifikationen der CAM SQUARED M²-Messsysteme
CAM SQUARED-Geräte sind in vier Aperturgrößen sowie als VIS-, NIR- und SWIR-Version erhältlich. Die passende Konfiguration richtet sich nach Strahldurchmesser und Wellenlänge Ihrer Laserquelle.
CAM SQUARED M
Für kleine Laserstrahlen
- Aperturgröße: 4,5 × 3,7 mm²
- Empfohlener Strahldurchmesser: 0,7 – 3 mm bei 1/e²
- Wellenlängenbereich: 350 – 1100 nm
- Messfrequenz: 125 Hz
- M²-Genauigkeit: 5 %
CAM SQUARED L
Für mittelgroße Laserstrahlen
- Aperturgröße: 6,9 × 5,1 mm²
- Empfohlener Strahldurchmesser: 0,7 – 4,2 mm bei 1/e²
- Wellenlängenbereich: 350 – 1100 nm
- Messfrequenz: 50 Hz
- M²-Genauigkeit: 5 %
CAM SQUARED XL
Für große Laserstrahlen
- Aperturgröße: 13,8 × 10,2 mm²
- Empfohlener Strahldurchmesser: 0,7 – 8,2 mm bei 1/e²
- Wellenlängenbereich: 350 – 1100 nm
- Messfrequenz: 30 Hz
- M²-Genauigkeit: 5 %
CAM SQUARED XXL
Für sehr große Laserstrahlen
- Aperturgröße: 22 × 22 mm²
- Empfohlener Strahldurchmesser: 1,2 – 17,8 mm bei 1/e²
- Wellenlängenbereich: 350 – 1100 nm
- Messfrequenz: 30 Hz
- M²-Genauigkeit: 5 %
CAM SQUARED SWIR
Für den SWIR-Wellenlängenbereich
- Aperturgröße: 9,3 × 7,4 mm²
- Empfohlener Strahldurchmesser: 1,6 – 6 mm bei 1/e²
- Wellenlängenbereich: 980 – 1650 nm
- Messfrequenz: 150 Hz
- M²-Genauigkeit: 5 %
Optionale Wellenfrontanalyse
Für weiterführende Untersuchungen kann CAM SQUARED um eine vollständige Wellenfrontanalyse erweitert werden.
Neben der M²-Bestimmung stehen hierdurch zusätzliche Informationen über die Phase und optische Aberrationen des Laserstrahls zur Verfügung. Dies unterstützt beispielsweise die Kollimation, Justage und Optimierung optischer Systeme.
Eine Software für alle Geräte
Alle CAM SQUARED-Geräte werden mit der WAVESQUARED-Software geliefert. Die Software ermöglicht eine intuitive M²-Messung, Auswertung und Analyse. Der M²-Faktor wird live gemessen, Strahlkaustik, Divergenz, Strahltaille und Astigmatismus werden dargestellt. Die WAVESQUARED-Software zeigt auch die Intensitätsverteilung sowie die Laserstrahlpropagation direkt an.
Alle gemessenen Parameter und deren physikalisches Verhalten sind in einem Fenster sichtbar und die M²-Auswertung wird nach ISO 11146 durchgeführt. Zudem lassen sich alle Ergebnisse dokumentieren und exportieren.
Somit ermöglicht die WAVESQUARED-Software eine schnelle Analyse der Laserstrahlqualität in Laboralltag, Entwicklung und Qualitätssicherung.
Sie möchten wissen, welche CAM SQUARED-Variante zu Ihrer Laserquelle passt?
Sprechen Sie mit unseren Experten.
FAQ – CAM SQUARED M²-Messgeräte
Welche Laserstrahlparameter können mit CAM SQUARED gemessen werden?
CAM SQUARED ermöglicht eine umfassende Laserstrahlanalyse. Neben dem M²-Faktor lassen sich unter anderem Strahldurchmesser, Divergenz, Fokusdurchmesser, Strahltaille, Rayleigh-Länge, Strahlparameterprodukt (BPP) und Astigmatismus bestimmen.
Wie funktioniert die Single-Shot-M²-Messung?
Ein Shack-Hartmann-Wellenfrontsensor erfasst Wellenfront und Intensitätsverteilung gleichzeitig in einer einzigen Aufnahme. Daraus werden die erforderlichen Beobachtungsebenen rekonstruiert und für die M²-Messung nach ISO 11146 ausgewertet. Eine mechanische Bewegung des Sensors entlang der Strahlachse ist nicht erforderlich.
Welche Vorteile bietet die Single-Shot-M²-Messung?
Der Verzicht auf eine mechanische Scanbewegung reduziert Messzeit, mechanischen Aufwand und Justageaufwand. Dadurch eignet sich CAM SQUARED auch für die schnelle Analyse gepulster Laser und dynamischer Strahlveränderungen.
Kann CAM SQUARED auch Weißlicht oder breitbandige Strahlung messen?
Ja. Das Shack-Hartmann-Messprinzip eignet sich grundsätzlich auch für polychromatische und breitbandige Strahlung. Für die Wellenfrontbestimmung wird die Position der Spots auf dem Detektor ausgewertet. Die Wellenlänge beeinflusst dabei vor allem die Spotgröße, während die Spotposition grundsätzlich erhalten bleibt.
Für konkrete Anwendungen empfiehlt TOPAG eine Auswahl nach Wellenlänge, spektraler Bandbreite und geeigneter Sensorvariante.
Wie wird die Laserleistung für eine zuverlässige M²-Messung angepasst?
Die auf den Sensor treffende Leistung muss innerhalb des geeigneten Messbereichs liegen. Je nach Anwendung kann die Laserleistung mit optischen Abschwächern reduziert werden. Bei höheren Leistungen können beispielsweise reflektive Keilplatten, geeignete Spiegel oder Beam-Sampler eingesetzt werden. Die optische Qualität der Komponenten sollte ausreichend hoch sein, damit zusätzliche Wellenfrontfehler die M²-Messgenauigkeit nicht beeinflussen.
Wie sollte CAM SQUARED für eine präzise Laserstrahlanalyse eingerichtet werden?
Der Laserstrahl sollte vollständig auf dem Sensor erfasst und korrekt zentriert werden. Dabei ist der empfohlene Strahldurchmesser der jeweiligen CAM SQUARED-Variante zu beachten. Für eine stabile Messung können mehrere Aufnahmen gemittelt und Belichtungszeit sowie Signalpegel optimal eingestellt werden.
Für welche Laser eignet sich CAM SQUARED?
CAM SQUARED-Geräte eignen sich für die M²-Messung und Laserstrahlanalyse von CW- und gepulsten Lasern. Die passende Variante wird insbesondere anhand von Wellenlänge und Strahldurchmesser ausgewählt. Auch dynamische Veränderungen der Strahlqualität können untersucht werden.
Kann ich CAM SQUARED vor dem Kauf testen?
Ja. TOPAG bietet nach Absprache ein Demo-System für Praxistests an. Alternativ können wir eine Vor-Ort-Demonstration. So können Sie das M²-Messsystem mit der eigenen Laserquelle und unter realen Betriebsbedingungen testen.