B e a m P r o fi l e
3.23.2 Introduction to Camera-Based Profilers
Beam Attenuating Accessories
A camera-based beam profiler system consists of a camera, profiler software and a beam attenuation accessory. Spiricon offers the broadest range of cameras in the market to cope with wavelengths from 13nm, extreme UV, to 3000 μm, in the long infrared. Both US
B and FireWire interfaces are available for most wavelength ranges providing flexibility for either laptop or desktop computers.
BeamGage?, the profiling software, comes in three versions: Standard, Professional and Enterprise. Each builds off of the next adding additional capability and flexibility needed for adapting to almost any configuration requirement.
Spiricon also has the most extensive array of accessories for beam profiling. There are components for attenuating, filtering, beamsplitting, magnifying, reducing and wavelength conversion. There are components for wavelengths from the deep UV to CO2 wavelengths. Most of the components are modular so they can be mixed and matched with each other to solve almost any beam profiling requirement needed.
Acquisition and Analysis Software
The BeamGage software is written specifically for Microsoft Windows operating systems and takes full advantage of the ribbon-base,
multi-window environment. The software performs rigorous data analyses on the same parameters, in accordance with the ISO standards, providing quantitative measurement of numerous beam spatial characteristics. Pass/Fail limit analysis for each of these parameters can be also applied.
ISO Standard Beam Parameters ?Dslit, Denergy, D4σ
?Centroid and Peak location ?Major and Minor axes ?Ellipticity, Eccentricity ?Beam Rotation ?Gaussian Fit
?Flat-top analysis / Uniformity ?Divergence ?Pointing stability
?For data display and visualization, the user can arrange and size multiple windows as required. These may contain, for example, live
video, 2D Topographic and 3D views, calculated beam parameters and summary statistics in tabular form with Pass/Fail limit analysis, and graphical strip chart time displays with summary statistics and overlays. Custom configured instrument screens with multiple views can be saved as configuration files for repeated use. Data can be exported to spreadsheets, math, process/ instrumentation and statistical analysis programs, and control programs by logging to files or COM ports, or by sharing using LabView or ActiveX Automation.
Video Dual Aperture Profiles ?Beam Statistics ?3D Profile View
?2D Topographic View ?Time Statistics Charts ?Pointing / Targeting
?Hide measurements and features not in use for user simplicity ?Notes
?
software
Power Sensor: Optional adjustable ND filters
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3.2.1.1Measure Your Beam As Never Before:
Ultracal: Essential, or no big deal?
If you want accurate beam measurements, you want Ultracal.
What is Ultracal?
Our patented, baseline correction algorithm helped establish the ISO 11146-3 standard for beam measurement accuracy. The problems with cameras used in beam profile measurements are: a) baseline, or zero, of the cameras drift with time temperature, and b) include random noise. Ultracal is the only beam profiler algorithm that sets the baseline to “zero”, and, in the center of the noise. (Competitive products use other less sophisticated algorithms that perform a baseline subtraction, but truncate the noise below the “zero” of the baseline. This leaves only a “positive” component, which adds a net value to all beam measurements).Try the following on any other beam profiler product to see the inherent error if you don’t use Ultracal.Measure a beam with full intensity on the profiler camera.
1. Insert a ND2 filter (100X attenuation) into the beam and measure it again.
2. Compare the results.
3. The Standard Deviation below is about 3%, which is phenomenal compared to the 100% or more of any beam profiler without Ultracal.
4. Adding the use of Automatic Aperture improves the accuracy to 1%. (The conditions of this measurement is a camera with a 50dB SNR).You normally don’t make measurements at such a low intensity. But occasionally you may have a drop in intensity of your beam and
5. don’t want to have to adjust the attenuation. Or, you may occasionally have a very small beam of only a few tens of pixels. In both of
these cases, Ultracal becomes essential in obtaining accurate measurements.
Beam at full intensity, Width 225μm, Std Dev 0.06μm
Beam attenuated 100X (displayed here in 2D at 16X magnitude zoom), Width 231μm, Std Dev 7μm
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3.2.1.1See Your Beam As Never Before:
The Graphical User Interface (GUI) of BeamGage is new. Dockable and floatable windows plus concealable ribbon tool bars empowers the BeamGage user to make the most of a small laptop display or a large, multi-monitor desktop PC.
Dual or single monitor setup with beam displays on one and results on the other. (Note that results can be magnified large enough to see across the room).
3D displays Rotate & Tilt. All displays Pan, Zoom, Translate & Z
?axis Zoom.
Beam only (Note results overlaid on beam profile).Beam plus results
Multiple beam and results windows.
(Note quantified profile results on 3D display & quantified 2D slices).
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3.2.1.1 3.2.1
3.2.1.1 BeamGage?-Standard Version
User selectable for either best “accuracy” or “ease of use” ?Extensive set of ISO quantitative measurements
?Patented Ultracal? algorithm for highest accuracy measurements in the industry ?Auto-setup and Auto-exposure capabilities for fast set-up and optimized ?accuracy
Statistical analysis on all calculated results displayed in real time ?New BeamMaker? beam simulator for algorithm self-validation
?The performance of today’s laser systems can strongly affect the success of demanding, modern laser applications.
The beam's size, shape, uniformity or approximation to the expected power distribution, as well as its divergence and mode content can make or break an application. Accurate knowledge of these parameters is essential to the success of any laser-based endeavor. As laser applications push the boundaries of laser performance it is becoming more critical to understand the operating criteria.For over thirty years Ophir-Spiricon has developed instruments to accurately measure critical laser parameters. Our LBA and BeamStar software have led the way. Now with the introduction of BeamGage, Ophir-Spiricon offers the first “new from the ground up” beam profile analysis instrument the industry has experienced in over 10 years.
BeamGage includes all of the accuracy and ISO approved quantitative results that made our LBA software so successful. BeamGage also brings the ease-of-use that has made our BeamStar software so popular. Our patented UltraCal algorithm, guarantees the data baseline or “zero-reference point” is accurate to 1/10 of a digital count on a pixel-by-pixel basis. ISO 11146 requires that a baseline correction algorithm be used to improve the accuracy of beam width measurements. UltraCal has been enhanced in BeamGage to assure that accurate spatial measurements are now more quickly available.
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3.2.1.1BeamGage Main Display Screen
Pass / Fail with Password Protection for Production Testing
BeamGage allows the user to configure the displayed calculations; set-up the screen layout and password protect the configuration
from any changes. This permits secure product testing as well as data collection for Statistical Process Control (SPC), all while assuring the validity of the data.
Failures (or successes) can be the impetus for additional actions including a TTL output signal or PC beep and the termination of further
data acquisition.
File Save/Load ApplicationButton
Quick Access Toolbar for common tasks
Tabbed Control
Access
2D Beam Display
Tool Windows that dock inside or float outside App
User Definable Window Layout
Integrated Help System
Beam Results With Statistics ISO Compliant
Results
1D Profiling Options
Energy Readouts Processing Status Indicators
3D Beam Display
Buffered Video Scrolling Controls
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3.2.1.1Multiple Charting Options
You can create strip charts for stability observations on practically any of the calculations options available. (See next page for sample listing). Charts enable tracking of short or long term stability of your laser.
Beam Pointing Stability
Open the Pointing Stability Window to collect centroid and peak data from the core system and display it graphically.
View a chart recorder and statistical functions in one interface:
Strip chart of beam D4sigma width. Note how changing conditions affects the width repeatability.
Beam intensity changed over 10db, making noise a significant factor in measurement stability.
Peak location scatter plot with histogram color-coding.
Set a sample limit, and specify the results items to graph on the strip chart.
The radius is referenced from either an Origin established in BeamGage or from the continuously calculated Average Centroid position.
A centroid location scatter plot with histogram color-coding
A pointing stability strip chart presents data over time for the Centroid X and Y, Peak X and Y and centroid radius from an origin or from the mean centroid.
Easy to Use and Powerful
BeamGage is the only beam profiler on the market using modern Windows Vista and Windows 7 navigation tools. The menu system of BeamGage is easy to learn and easy to use with most controls only one mouse click away. Some ribbon toolbar examples:
Some of the Beam Display options. (Display access options under the Tools tab on the left).
Some of the Beam Capture options.
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3.2.1.1Beam Measurements and Statistics
BeamGage allows you to configure as many measurements as needed to support your work, and comes standard with over 55 separate measurement choices. To distinguish between calculations that are based on ISO standards and those that are not, a graphical ISO logo is
displayed next to appropriate measurements. You can also choose to perform statistical calculations on any parameter in the list.
Small sample of possible measurements out of a list of 55Sample of calculation results with statistics applied
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3.2.1.1BeamGage Main Display Screen
Pass / Fail with Password Protection for Production Testing
BeamGage allows the user to configure the displayed calculations; set-up the screen layout and password protect the configuration
from any changes. This permits secure product testing as well as data collection for Statistical Process Control (SPC), all while assuring the validity of the data.
Failures (or successes) can be the impetus for additional actions including a TTL output signal or PC beep and the termination of further
data acquisition.
File Save/Load ApplicationButton
Quick Access Toolbar for common tasks
Tabbed Control
Access
2D Beam Display
Tool Windows that dock inside or float outside App
User Definable Window Layout
Integrated Help System
Beam Results With Statistics ISO Compliant
Results
1D Profiling Options
Energy Readouts Processing Status Indicators
3D Beam Display
Buffered Video Scrolling Controls
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3.2.1.1Multiple Charting Options
You can create strip charts for stability observations on practically any of the calculations options available. (See next page for sample listing). Charts enable tracking of short or long term stability of your laser.
Beam Pointing Stability
Open the Pointing Stability Window to collect centroid and peak data from the core system and display it graphically.
View a chart recorder and statistical functions in one interface:
Strip chart of beam D4sigma width. Note how changing conditions affects the width repeatability.
Beam intensity changed over 10db, making noise a significant factor in measurement stability.
Peak location scatter plot with histogram color-coding.
Set a sample limit, and specify the results items to graph on the strip chart.
The radius is referenced from either an Origin established in BeamGage or from the continuously calculated Average Centroid position.
A centroid location scatter plot with histogram color-coding
A pointing stability strip chart presents data over time for the Centroid X and Y, Peak X and Y and centroid radius from an origin or from the mean centroid.
Easy to Use and Powerful
BeamGage is the only beam profiler on the market using modern Windows Vista and Windows 7 navigation tools. The menu system of BeamGage is easy to learn and easy to use with most controls only one mouse click away. Some ribbon toolbar examples:
Some of the Beam Display options. (Display access options under the Tools tab on the left).
Some of the Beam Capture options.
Aunion Tech Co.,Ltd Room 2203 Building 1, No. 1878, West Zhongshan Road, Shanghai 200235, China Tel: +86-21-51083793 Fax:+86-21-34241962 产品名称：惊爆价！1.5万元 激光光束分析仪 所属类别：光束质量分析仪 厂家名称：德国Cinogy 公司 关键词：光束分析仪、激光光束分析仪、光束质量分析仪、激光光束质量分析仪、紫外激光光束分析仪、紫外激光光束质量分析仪、红外激光光束分析仪、红外激光光束质量分析仪 1.5万元人民币！ 高品质激光光束分析仪的价格革命！ 让所有需要分析激光光束的客户均能用上最专业的激光光束分析仪！ 以往激光光束质量分析仪偏高的价位使很多激光生产商及激光使用者望而却步。仔细分析其价格构成不难发现，传统光束质量分析仪提供非常多复杂但不实用的功能，绝大多数用户在使用中可能永远用不到这些功能。但目前各光束分析仪公司均将全部光束分析功能打包集成在一套软件中进行销售，导致客户等于是白白为这些可能永远用不上的功能而付费。 为满足普通用户的需求，德国著名光束质量分析仪厂商Cinogy 公司日前推出了其划时代的 Cost-Effective 激光光束分析仪 CinCam CMOS 系列激光光束分析仪。 CinCam CMOS 采用1288 x 1032像素高分辨率百万像素高灵敏度CMOS 相机，动态范围2500：1，USB2.0高速传输组件，硬件性能上毫不妥协！ USD 直接供电、体积小巧（36mm x 36mm x 24mm）、重量轻（45g），使用更轻松！ 为满足不同层次客户的要求，CinCam CMOS 配套软件RayCi 提供两个版本可供客户选择。分别是全功能版RayCi-Standard 及基本版RayCi-Lite。RayCi-Standard 全功能版提供所有光束分析仪应具备的分析功能，适合各种专业做激光研究的客户使用。基本版RayCi-Lite 则提供各种光束分析所需各种基本分析及显示功能，可以为客户节省下绝大部分软件成本。 各种配件：
频谱分析仪的使用方法（第一页） 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不
Spectrum Analyzer Basics 频谱分析仪是通用的多功能测量仪器。例如：频谱分析仪可以对普通发射机进行多项测量，如频率、功率、失真、增益和噪声特性。 功能范围(Functional Areas ) 频谱分析仪的前面板控制分成几组，包含下列功能：频率扫描宽度和幅度(FREQUENCY,SPAN&LITUDE)键以及与此有关的软件菜单可设置频谱仪的三个基本功能。 仪器状态(INSTRUMENT STATE )：功能通常影响整个频谱仪的状态，而不仅是一个功能。 标记(MARKER)功能：根据频谱仪的显示迹线读出频率和幅度 提供信号分析的能力。 控制(CONTRIL)功能：允许调节频谱分析的带宽，扫描时间和 显示。 数字(DATA)键：允许变更激活功能的数值。 窗口(WINDOWS)键：打开窗口显示模式，允许窗口转换，控 制区域扫宽和区域位置。 基本功能(Fundamental Function) 频谱分析仪上有三种基本功能。通过设置中心频率，频率扫宽或者起始和终止频率，操作者可控制信号在频幕上的水平位置。信号的垂直位置由参考电平控制。一旦按下某个键，其
功能就变成了激活功能。与这些功能有关的量值可通过数据输入控制进行改变。 Sets the Center Frequency Adjusts the Span Peaks Signal Amplitude to 频率键(FREQUENCY) 按下频率( FREQUENCY)键，在频幕左侧显示CENTER 表示中心频率功能有效。中心频率(CENTERFREQ)软键标记发亮表示中心频率功能有效。激活功能框为荧屏上的长方形空间，其内部显示中心频率信息。出现在功能框中的数值可通过旋钮，步进键或数字/单位键改变。 频率扫宽键(SPAN) 按下频率扫宽 (SPAN)键， (SPAN)显示在活动功能框中，(SPAN)软键标记发亮，表明频率扫宽功能有效。频率扫宽的大小可通过旋钮，步进键或数字键/单位键改变。 幅度键(AMPLITUDE)按下 按下幅度键(AMPLITUDE)参考电平(REFLEVEL)0dbm显示在 激活功能框中，( REFLEVEL)软键标记发亮，表明参考电平功
按键功能介绍： Shift + File (数字键7)：与文件操作相关的功能，包括测量结果的保存、打印，以及各种文件操作 Shift + System (数字键8)：系统菜单，包括系统状态测试、语言选择、网络地址设置等功能 Shift + Mode (数字键9)：模式菜单，用于选择频谱分析模式或者干扰分析模式 Shift + Measure (数字键4)：单键测量菜单，包括场强、占用带宽、信道功率、临道比、AM/FM解调，以及C/I测试 Shift + Trace (数字键5)：与轨迹操作有关的功能菜单，包括轨迹的选择，轨迹的操作（最大保持、最小保持、平均等），另外还可以存储和调回曲线 Shift + Limit (数字键6)：用于编辑和开/关限制线功能，并可以打开极限报警功能 Shift + Preset (数字键1)：系统复位菜单 Shift + Calibrate (数字键2)：在本仪表上不起作用 Shift + Sweep (数字键3)：与频率扫描有关的功能，包括扫描时间的设置、扫描以及触发方式的选择，另外还有检波器模式的选择（正峰值、负峰值、均方根、样本） 一般可以用返回回到上一级菜单，用更多进入第二屏菜单，也可以直接按Back 按键返回上一级菜单。另外，要取消当前的操作或者设置，可以按最上方的Esc 按键。 1. 工作模式的选择 Shift+Mode（数字键9），然后通过拨轮或者上/下键选择频谱分析模式（Spectrum Analyzer）或者干扰分析模式（Interference Analyzer） 2. 仪表复位操作 在某些情况下，由于仪表参数设置的冲突，有些功能可能不能正常工作，这时通过复位操作可以使仪表恢复正常状态，具体操作方法如下： Shift+Preset（数字键1），然后选择预置，就可以恢复初始状态了
He-Ne 激光器高斯光束腰斑测量 一、实验目的 1、加深对高斯光束物理图像的理解； 2、加强对高斯光束传播特性的了解； 3、掌握用CCD 法和刀口法测量高斯光束光斑大小； 4、了解并掌握远场发散角的定量测量方法； 二、实验设备 He-Ne 激光器、激光电源、光功率计、滤光片、衰减片、CCD 相机、光学光具座、示波器、数据采集卡、计算机等。 三、实验原理 （一）CCD 测量法 实验系统结构如右图所示： 实验中，将光具座导轨上的CCD 相机沿着激光传播方向均匀移动，实时地记录CCD 相机在光具座标尺上的不同位置以及对应的纵向平面上的光斑尺寸。 光斑半径ω(z )---定义为在光束传播方向上z 处的横截面内圆形光斑半径，可表示为 ()2 201,z z λωωπω?? =+ ? ?? （1） 利用公式（1）可得 ()2 2001,z z ωπωλω?? =- ??? （2） 对于两个不同的位置12,z z ，有 2 2 2012120011,z z πωωωλωω???? ????-=--- ? ????????? （3） 即： ()2222010200.z g ωπωωωωωλ???= ---? ? （4） 以 () () 000.01z g z g ωω?-
安立频谱仪介绍
安立频谱仪使用章程 频谱分析仪的正面图如下： 下面介绍这些按键的功能： 第三章按键功能 硬键 硬键是指在面板上用黑色和蓝色标注的按键，他们有着特殊的功能。功能硬键有四种，他们位于下端，而右端则有17个硬键，这17个硬键中有12个硬键有着双重的功能，这就要看当前所使用的模式而决定它们的功能了。 功能硬键 模式 按一下“MODE（模式）”键，然后用“UP/DOWN（上下）”键来选 择所要操作的模式，然后再按“ENTER（回车）”键来确认所选的模 式。 FREQ/SPAN （频率/频宽）
按一下“FREQ/SPAN(频率/频宽)”键后便会出现“CENTER(中心)、 FREQUENCY（频率）、SPAN(频宽)、START(开始频率)和STOP(截 至频率)的选项。我们可以通过相应的软键来选择相应的功能。AMPLITUDE (幅度) 按一下“AMPLITUDE(幅度)”键后便会出现“REFLEVEL(参考电平)、 SCALE(刻度)、ATTEN(衰减)、REF LEVEL OFFSET(参考电平偏移)、 和UNITS(单位)”选项，我们可以通过相应的软键来选择相应的功能。BW/SWEEP (带宽/扫描) 按一下“BW/SWEEP(带宽/扫描)”键后便会出现“RBW、VBW、 MAXHOLD(保持最大值)、A VERAGE(平均值)和DETECTION（检 测）”选项，我们可以通过相应的软键来选择相应的功能。KEYPAD HARD KEYS (面板上的硬键) 下面的这些按键是用黑色字体标注的 0～9 是当需要进行测量或修改数据时用来输入数据的。 ＋/－ 这个键可以使被操作的数值的符号发生变化即正负变化。 . 入小数点。 ESCAPE CLEAR 这个键的功能是退出当前操作或清楚显示。如果您在进行参数修改时 按一下这个键，则该参数值只保存最后一次操作的有效值，如果再按 一次该键则关闭该参数的设置窗口。再正常的前向移动（就是进入下 层目录）中，按一下这个键则返回上层目录。如果在开该仪器的时候 一直按下该键则仪器将恢复出厂时的设置。 UP/DOWN ARROWS
雷尼绍推出XM-60多光束激光干涉仪 世界领先的测量专家雷尼绍发布XM-60多光束激光干涉仪，只需一次设定即可在任意方向测量线性轴全部6个自由度。与传统激光测量技术相比，XM-60在易用性和省时方面做出了重大改进。 随着对工件的公差要求越来越高，制造商需要考虑所有来自机床加工工件的误差源；角度误差以及线性和直线度误差。XM-60经过一次设定便可采集所有误差。这台多光束激光干涉仪专为机床市场而设计，充实了包括XL-80激光干涉仪、XR20-W无线型回转轴校准装置以及QC20-W无线球杆仪在内的雷尼绍校准产品线。XM-60利用XC-80环境补偿器对环境条件实施补偿。 XM-60多光束激光干涉仪具有获得专利的光学滚摆测量与光纤发射器这一独特技术，是一台高精度激光系统。轻型发射器远离激光源，从而减少测量点处的热影响。发射器可直接通过其侧面甚至后面安装到机器上或者上下倒置安装，非常适用于难以接近的机器区域。 减少测量的不确定度对任何用户都非常重要。雷尼绍XM-60直接测量机床误差，减少其他测量技术中使用复杂数学计算而产生的误差。直接测量可通过用户现有的XL-80测量零件程序对机器调整前后的精度进行快速、简单对比。接收器可进行完全无线操作，由充电电池供电，从而在机器移动中避免电缆拖拽，因为在测量过程中电缆拖拽可能会引起误差或激光束“断光”。 每一台XM-60多光束激光干涉仪的性能均可溯源至国际标准，而且在发货前已经过认证。这可以让客户确信他们的系统将在精度要求高的场合一如既往地提供高精度测量。 为支持XM-60多光束激光干涉仪的推出，雷尼绍将发布全新版本CARTO软件包，指导用户完成测量过程。CARTO 2.0包含Capture（数据采集）和Explore（数据浏览）功能，目前用于XL-80激光干涉仪系统的数据采集和分析。CARTO用户界面可轻松根据不同的用户需求进行配置，能够改变黑、白背景并显示定制。支持平板电脑，具有扩展菜单部分，适合在小型屏幕进行操作。自动保存测试方法，因此重复测试的用户可调用较早的一个测试。 Capture 2.0提供一个全新的零件程序生成器，支持Fanuc 30、Heidenhain 530、Mazak Matrix以及Siemens 840D等系列控制器，以后的版本中将支持更多控制器类型。其另一高级功能是在程序中基于用户所选的平均周期，自动设定延时时间，并在使用XL-80系统时通过“时间匹配”模式支持定时采集。在XM-60模式下，Capture 2.0使用校准规直线度测量功能，更为方便。 XM-60为用户提供一次移动后测量所有自由度的强大的机床诊断功能。通过在任何测量中一次采集三种线性误差源和三种旋转误差源，用户可以发现他们的特定误差源；当只测量线性精度时看到的是各误差源对线性精度的影响结果，而不是具体误差源。利用Explore 2.0应用可处理所有数据，提供所有六个数据通道
光束质量分析仪的使用 一、实验目的 1、学会使用光束质量分析仪 BeamScope-P7探头测量激光光束M 2 2、学会使用激光质量分析仪WinCamD 探头观察和测量激光光斑。 二、实验原理 2M 是一个描述激光光束的不完善程度的无量纲参数。2M 值越小（即光束越接近衍射极限的00TEM 的理想光束），光束就越能够紧聚焦成一个小光斑。 没有激光光束是完全理想的。由于光学谐振腔、激光介质和输出/辅助光学元件的影响，大多数光束都不是书本上介绍的“理想的”、衍射极限的、高斯截面的单一的00TEM 模式。复杂的光束可能包含多个xy TEM 模式的贡献，导致了较大的2M 因子，即使是较好的实验室用的He-Ne 激光也有1.1到1.2左右的值，而不是具有理想的00TEM 模式下的1.0的2M 值。 简单的说2M 可以定义为：实际的光束与具有相同束腰大小的、理论上的衍射极限的光束的发散程度之比为：测量2M 因子的前提条件是得到或形成一个可以测量的光束束腰。 如图一所示： 图2-1 M 2“嵌入高斯光束”的概念 2M 因子定义为： θωλ π024=??=远场发散角光束束腰直径理想远场发散角实际光束束腰直径Gauss M (2.1)
式中—0W 为实际光束的光腰宽度； —θ为实际光束的远场发散角。 光束质量2M 因子是表征激光束亮度高、空间相干性好的本质参数。它将光场在空域及频域的分布来表示光束质量2M 因子,即S M σπσ024=,便可知道2M 因子能够反映光场的强度分布与相位分布的特性。用2M 因子作为评价标准对激光器系统进行质量监控及辅助设计等具有十分重要的意义： （1）2M 因子表示实际光束偏离基模高斯(00TEM ) 光束(衍射极限) 的程度。 （2）2M 因子综合描述了光束的质量,包括光束远场和近场特性。 （3）光束通过理想光学系统后2M 因子不变。 尽管利用2M 因子来评价激光束的质量也有其局限性, 2M 因子仍不失为一种较为完善、合理的光束质量的评价标准。相对其它评价方法来说, 2M 因子能较好地反映光束质量的实质,具有较强的普适性,充分地反映了光强的空间分布，并且得到国际标准化组织( ISO) 的认可。近年来,国际标准化组织( ISO) 多次组织公布文件,足以说明其重要性。 图2-2 具有相同M 2值不同束腰宽度和不同发散角的曲线 三、实验仪器设备 光束质量分析仪BeamScope-P7探头、光束质量分析仪WinCamD 探头、计算机、激光光源
Agilent E4402B ESA-E Series Spectrum Analyzer 使用方法简介 宁波之猫 2009-6-17
目录
1简介 Agilent ESA-E系列是能适应未来需要的Agilent中性能频谱分析仪解决方案。该系列在测量速度、动态范围、精度和功率分辨能力上，都为类似价位的产品建立了性能标准。它灵活的平台设计使研发、制造和现场服务工程师能自定义产品，以满足特定测试要求，和在需要时用新的特性升级产品。该产品
采用单键测量解决方案，并具有易于浏览的用户界面和高速测量的性能，使工程师能把较少的时间用于测试，而把更多的时间用在元件和产品的设计、制作和查错上。 2.面板 操作区 1.观察角度键，用于调节显示，以适于使用者的观察角度。 2.Esc键，可以取消输入，终止打印。 3.无标识键，实现左边屏幕上紧挨的右边栏菜单的功能。 4.Frequency Channel（频率通道）、Span X Scale（扫宽X刻度）和Amplitude Y scale（幅度Y 刻度）三个键，可以激活主要的调节功能（频率、X轴、Y轴）并在右边栏显示相应的菜单。 5.Control（控制）功能区。 6.Measure（测量）功能区。 7.System（系统）功能区。 8.Marker（标记）功能区。 9.软驱和耳机插孔。 10.步进键和旋钮，用于改变所选中有效功能的数值。 11.音量调节。 12.外接键盘插口。 13.探头电源，为高阻抗交流探头或其它附件提供电源。 14.Return键，用于返回先前选择过的一级菜单。 15.Amptd Ref Out，可提供－20dBm的50MHz幅度参考信号。 16.Tab（制表）键，用于在界限编辑器和修正编辑器中四处移动，也用于在有File菜单键所访问对话 框的域中移动。 17.信号输入口（50Ω）。在使用中，接50ΩBNC电缆，探头上必须串联一隔直电容（30PF左右，陶瓷 封装）。探头实物：
1.对于电位滴定法，下面哪种说法是错误的( D ) A.在酸碱滴定中，常用pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极 B.弱酸.弱碱以及多元酸（碱）不能用电位滴定法测定 C.电位滴定法具有灵敏度高.准确度高.应用范围广等特点 D.在酸碱滴定中，应用电位法指示滴定终点比用指示剂法指示终点的灵敏度高得多 2.电位滴定装置中，滴液管滴出口的高度( A ) A.应调节到比指示剂电极的敏感部分中心略高些 B.应调节到比指示剂电极的敏感部分中心略低些 C.应调节到与指示剂电极的敏感部分中心在相同高度 D.可在任意位置 3.下列说法错误的是( B ) A.醋酸电位滴定是通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确定滴定终点 B.滴定终点位于滴定曲线斜率最小处 C.电位滴定中，在化学计量点附近应该每加入0.1～0.2mL滴定剂就测量一次电动势 D.除非要研究整个滴定过程，一般电位滴定只需准确测量和记录化学计量点前后1～2mL的电动势变化即可 4.在自动电位滴定法测HAc的实验中，绘制滴定曲线的目的是( A ) A.确定反应终点 B.观察反应过程pH变化 C.观察酚酞的变色范围 D.确定终点误差 5.在自动电位滴定法测HAc的实验中，自动电位滴定仪中控制滴定速度的机械装置是( D ) A.搅拌器 B.滴定管活塞 C.pH计 D.电磁阀 6.测水样pH值时，甘汞电极是( C ) A. 工作电极 B. 指示电极 C.参比电极 D. 内参比电极 7.pH电极的内参比电极是( B ) A. 甘汞电极 B. 银－氯化银电极 C. 铂电极 D. 银电极 8.标准甘汞电极的外玻璃管中装的是( A ) A.1.0mol/LKCl溶液 B. 0.1mol/LKCl溶液 C. 0.1mol/LHCl溶液 D.纯水 9.饱和甘汞电极的外玻璃管中装的是C A. 0.1mol/LKCl溶液 B. 1mol/LKCl溶液 C. 饱和KCl溶液 D. 纯水 10.测水样的pH值时，所用的复合电极包括( B ) A. 玻璃电极和甘汞电极 B. pH电极和甘汞电极 C. 玻璃电极和银－氯化银电极 D. pH电极和银－氯化银电极 11.吸光度读数在范围内，测量较准确。( B ) A．0～1 B．0.15～0.7 C．0～0.8 D．0.15～1.5
二、LGA-4000激光气体分析仪 (一)、简介 1、概要 LGA-4000激光气体分析仪能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。 2、测量原理 LGA-4000激光气体分析仪是基于半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术的革新，能有效解决传统的气体分析技术中存在的诸多问题。 半导体激光吸收光谱（DLAS）技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束（仅能被被测气体吸收），穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。 3、系统组成 LGA-4000激光气体分析仪由激光发射、光电传感和分析模块等构成，如图 1.2所示。由激光发射模块发出的激光束穿过被测烟道（或管道）,被安装在直径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得到被测气体浓度。在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。因此，通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。
图4、 ●●●●5 L 激光发射光电传感 控制模块
表1.1 LGA-4000激光气体分析仪规格和技术参数表 图2.1. LGA-4000激光气体分析仪示意图 LGA-4000激光气体分析仪采用了集成化、模块化的设计方式，系统主要功能模块是由发射单元和接收单元构成（见图 2.1）。发射单元驱动半导体激光器，将探测激光发射，并穿过被测环境，由接收单元进行光电转换，将传感信号送回发射单元，由发射单元的中央处理模块对光谱数据进行分析，获得测量结果。
频谱分析仪的使用方法 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。
实验一LS230/VSM+激光粒度仪测定果汁饮料粒度 1实验目的 1.1了解激光粒度仪的基本操作； 1.2了解激光粒度仪测定的基本原理。 2实验原理 激光粒度分析仪的原理是基于激光的散射或衍射，颗粒的大小可直接通过散射角的大小表现出来，小颗粒对激光的散射角大，大颗粒对激光的散射角小，通过对颗粒角向散射光强的测量（不同颗粒散射的叠加），再运用矩阵反演分解角向散射光强即可获得样品的粒度分布。 激光粒度仪原理图如图1所示，来自固体激光器的一束窄光束经扩充系统扩充后，平行地照射在样品池中的被测颗粒群上，由颗粒群产生的衍射光或散射光经会聚透镜会聚后，利用光电探测器进行信号的光电转换，并通过信号放大、A/D 变换、数据采集送到计算机中，通过预先编制的优化程序，即可快速求出颗粒群的尺寸分布。 3实验试剂与仪器 3.1实验样品：果汁饮料。 3.2实验仪器：LS230/VSM+激光粒度仪。 4实验步骤 4.1按照粒度仪、计算机、打印机的顺序将电源打开，并使样品台里充满蒸馏水，开泵，仪器预热10分钟。
4.2进入LS230的操作程序，建立连接，再进行相应的参数设置： 启动Run-run cycle（运行信息） （1）选择measure offset(测量补偿)，Alignment（光路校正），measure background（测量空白），loading（加样浓度），Start 1 run（开始测量（2）输入样品的基本信息，并将分析时间设为60秒，点击start（开始）。 如需要测量小于0.4μm以下的颗粒，选择Include PIDS，并将分析时 间改为90秒后，点击start（开始） （3）泵速的设定根据样品的大小来定，一般设在50，颗粒越大，泵速越高，反之亦然。 4.3在测量补偿，光路校正，测量空白的工作通过后，根据软件的提示，加入样品控制好浓度，Obscuratio n应稳定在8-12%：假如选择了PIDS，则要把PIDS 稳定在40-50%，待软件出现ok提示后，点击Done（完成）。 4.4分析结束后，排液，并加水清洗样品台，准备下一次分析。 4.5作平行试验，保存好结果，根据要求打印报告。 4.6退出程序，关电源，样品台里加满水，防止残余颗粒附着在镜片上。 5实验结果与讨论 5.1实验结果 由实验结果显示： 平均粒径：141.7μm
R3131A频谱仪简单操作使用方法 一．R3131A频谱仪简介。 R3131A频谱仪是日本ADV ANTEST公司的产品，用于测量高频信号，可测量的频率范围为9K—3GHz。对于GSM手机的维修，通过频谱仪可测量射频电路中的以下电路信号, （维修人员可以通过对所测出信号的幅度、频率偏移、干扰程度等参数的分析，以判断出故障点，进行快速有效的维修）： 1.手机参考基准时钟（13M,26M等）； 2.射频本振（RFVCO）的输出频率信号(视手机型号而异)； 3.发射本振（TXVCO）的输出频率信号（GSM:890M—915M;DCS:1710—1785M）； 4.由天线至中频芯片间接收和发射通路的高频信号； 5.接收中频和发射中频信号(视手机型号而异)。 面板上各按键（如图-1所示）的功能如下： A区：此区按键是其他区功能按键对应的详细功能选择按键，例如按下B区的FREQ 键后，会在屏幕的右边弹出一列功能菜单，要选择其中的“START”功能就可通过按下其对 （图-1） B区：此区按键是主要设置参数的功能按键区，包括：FREQ—中心频率； SPAN—扫描频率宽度；LEVEL—参考电平。此区中按键只需直接按下对应键输入数值及单位即可。 C区：此区是数字数值及标点符号选择输入区，其中“1”键的另一个功能是“CAL(校
准)”，此功能要先按下“SHIFT(蓝色键)”后再按下“1”键进行相应选择才起作用； “-”是退格删除键，可删除错误输入。 D 区：参数单位选择区，包括幅度、电平、频率、时间的单位，其中“Hz ”键还有“ENTER(确认)”的作用。 E 区：系统功能按键控制区，较常使用的有“SHIFT ”第二功能选择键，“SHIFT+CONFIG(PRESET )”选择系统复位功能，“RECALL ”调用存储的设置信息键，“SHIFT+RECALL(SA VE )”选择将设置信息保存功能。 F 区：信号波形峰值检测功能选择区。 G 区：其他参数功能选择控制区，常用的有“BW ”信号带宽选择及“SWEEP ”扫描时间选择,“SWEEP ”是指显示屏幕从左边到右边扫描一次的时间。 显示屏幕上的信息(如图-2所示)。 二．一般操作步骤。[“ ”表示的是菜单面板上直接功能按键，“ ” 表 示单个菜单键的详细功能按键（在显示屏幕的右边）]： 1） 按Power On 键开机。 2） 每次开始使用时，开机30分钟后进行自动校准，先按 Shift+7（cal ） ，再选择 cal all 键，校准过程中出现“Calibrating ”字样，校准结束后如通过则回复校准前状态。校准过程约进行3分钟。 3） 校准完成后首先按 FREQ 键，设置中心频率数值，例如需测中心频率为902.4M 的信
B e a m P r o fi l e 3.23.2 Introduction to Camera-Based Profilers Beam Attenuating Accessories A camera-based beam profiler system consists of a camera, profiler software and a beam attenuation accessory. Spiricon offers the broadest range of cameras in the market to cope with wavelengths from 13nm, extreme UV, to 3000 μm, in the long infrared. Both US B and FireWire interfaces are available for most wavelength ranges providing flexibility for either laptop or desktop computers. BeamGage?, the profiling software, comes in three versions: Standard, Professional and Enterprise. Each builds off of the next adding additional capability and flexibility needed for adapting to almost any configuration requirement. Spiricon also has the most extensive array of accessories for beam profiling. There are components for attenuating, filtering, beamsplitting, magnifying, reducing and wavelength conversion. There are components for wavelengths from the deep UV to CO2 wavelengths. Most of the components are modular so they can be mixed and matched with each other to solve almost any beam profiling requirement needed. Acquisition and Analysis Software The BeamGage software is written specifically for Microsoft Windows operating systems and takes full advantage of the ribbon-base, multi-window environment. The software performs rigorous data analyses on the same parameters, in accordance with the ISO standards, providing quantitative measurement of numerous beam spatial characteristics. Pass/Fail limit analysis for each of these parameters can be also applied. ISO Standard Beam Parameters ?Dslit, Denergy, D4σ ?Centroid and Peak location ?Major and Minor axes ?Ellipticity, Eccentricity ?Beam Rotation ?Gaussian Fit ?Flat-top analysis / Uniformity ?Divergence ?Pointing stability ?For data display and visualization, the user can arrange and size multiple windows as required. These may contain, for example, live video, 2D Topographic and 3D views, calculated beam parameters and summary statistics in tabular form with Pass/Fail limit analysis, and graphical strip chart time displays with summary statistics and overlays. Custom configured instrument screens with multiple views can be saved as configuration files for repeated use. Data can be exported to spreadsheets, math, process/ instrumentation and statistical analysis programs, and control programs by logging to files or COM ports, or by sharing using LabView or ActiveX Automation. Video Dual Aperture Profiles ?Beam Statistics ?3D Profile View ?2D Topographic View ?Time Statistics Charts ?Pointing / Targeting ?Hide measurements and features not in use for user simplicity ?Notes ? software Power Sensor: Optional adjustable ND filters
第34卷第5期2008年9月 光学技术OPTICAL TECHN IQU E Vol.34No.5 Sep. 2008 文章编号:100221582(2008)0520664203半导体激光器线阵的棱镜组光束 整形器和光纤耦合输出 Ξ 王春灿1,2,张帆1,刘楚1,宁提纲1,简水生1 (1.全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044;2.北京交通大学光波技术研究所,北京 100044) 摘 要:针对半导体激光器线阵输出光束快慢轴方向光参数积不对称问题,提出并制作了基于直角棱镜片的光束整形器,其具有结构简单紧凑,制作安装容易的特点。通过数值仿真和实验对光束整形器进行了分析,研究表明整形器实现了半导体激光器线阵输出光束的对称化,并且光束经过透镜聚焦后对数值孔径为0.46,直径为200μm 的光纤进行耦合,效率为53%。 关 键 词:激光技术;光束整形;半导体激光器线阵;光纤耦合 中图分类号:TN248.4 文献标识码:A Prism groups beam shaper and f iber coupling of the laser diode arrays WANG Chun 2can 1,2,ZH ANG Fan 1,LI U Chu 1,NI NG Ti 2gang 1,J I AN Shui 2sheng 1 (1.K ey Lab of All Optical Network &Advanced Telecommunication Network of EMC , Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) (2.Institute of Lightwave Technology ,Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :The emission beam of the laser diode arrays (LDA )has an asymmetrical distribution and is astigmatic ,that is ,the waists and divergences of the beam in the fast and slow axes are different.To equalize the beam parameter products (BPP )of the asymmetrical laser beam ,a new beam shaper based on the prism groups is developed and demonstrated by experiment.By focusing the reshaped beam into an optical fiber with the diameter of 200 μm and numerical aperture of 0.46,high quality laser beams can be obtained and the overall efficiency is 53%. K ey w ords :laser technique ;beam shaping ;laser diode arrays ;fiber coupling 0 引 言 近年来由于大功率半导体激光器线阵(LDA )具有体积小、光电转换效率高、工作寿命长和较高的高性价比等优势,在材料加工、激光医疗和固体激光器的泵浦源等方面得到广泛地应用。半导体激光器线阵的输出光束具有不对称性,即在垂直于p 2n 结的方向上发光区宽约1μm ,输出光束的发散角为30°～60°,这一方向称为快轴,在平行于p 2n 结的方向上发光区宽约10mm ,发散角约为10°,其称为慢轴。例如nlight 公司60W 半导体激光器线阵是由 49个发光单元以间隔100 μm 周期沿慢轴方向排列组成,每个发光单元尺寸为1μm ×100 μm (快轴尺寸×慢轴尺寸),整体半导体激光器线阵的发光面尺 寸为1μm ×10mm ,发散角为36°×10°。一般用拉 格朗日不变量,也称作光束参数积(BPP )来描述光束质量,其值为光斑尺寸与发散角度的乘积,则快轴和慢轴两个方向上BPP 分别为0.6和1745mm ?mrad 。图1给出了上海恩耐公司的60W 半导体激 光器线阵的输出光束强度分布,由SPIRICON M 22200光束质量分析仪测得,可以看出光束沿快慢轴 两个方向上是不对称的。因此,如果要把LDA 输出光束耦合进光纤,需要首先通过光束整形技术将LDA 输出光束进行对称化。目前,国内外所用的整 形技术有双平面镜反射法[1]、阶梯反射镜法[2]、微片棱镜堆整形法[3]、衍射元件法[4]等。本文报道利用直角棱镜组对LDA 输出光束进行整形的方案,其特点是结构简单紧凑,制作和安装较为容易,并且成 4 66Ξ收稿日期:2007211221;收到修改稿日期:2008201221 E 2m ail :xzwangchuncan @https://www.doczj.com/doc/514886648.html, ;ssjian @https://www.doczj.com/doc/514886648.html, 基金项目:国家自然科学基金、北京市自然科学基金(4052023)、新世纪优秀人才支持计划(NCET 20620076)、北京交通大学校科技基金 (2006XM003)资助);北京交通大学科学技术基金(2004RC073);北京交通大学专项研究员基金(48101) 作者简介:王春灿(19752),男,江苏人,北京交通大学博士研究生,从事光纤激光器与光器件方面的研究。