FM+ 是一款先進的光學機械掃描測量系統，專門用於分析焦點雷射光束的各項特性。其核心工作原理是：雷射光束會穿過一個高速旋轉的「測量探針」，探針上帶有一個微小的針孔（典型直徑約 20 µm），這個針孔只允許雷射光束的一小部分通過，然後被引導至相應的偵測器。透過測量探針沿 X、Y 軸的移動和偵測器採集的信號，FM+能夠空間化地（在三維空間中）重建和分析聚焦雷射光束的功率密度分佈。
為什麼FM+如此特別？
-
全面的焦點特性分析
FM+ 不僅測量雷射光束的幾何尺寸，還能精確測定：
- 焦點位置 (x, y, z)： 找出雷射最集中的點在空間中的精確位置。
- 焦點半徑 (x, y)： 測量焦點處的光斑大小。
- 光束品質因子 M²： 衡量雷射光束接近理想光束的程度是雷射加工的關鍵指標。
- 發散角： 了解光束從焦點散開的數值。
- 功率密度分佈： 輸出 2D 和 3D 圖像，直觀展示光束能量的空間分佈。
- 完整焦散線測量： 能夠自動測量完整的焦散線（沿著 Z 軸的焦點特性變化），符合 ISO 11146 標準，長度可達 120 毫米，提供光束傳播的完整圖像。
-
高能量密度與高響應
測量探針的高角速度使其能夠分析極高的功率密度。配合高動態範圍的類比數位轉換器，即使是非常低的強度信號或高脈衝峰值，也能以相同的高精度記錄，部分型號（如 FM+ HPD）甚至可測量高達 50 MW/cm² 的功率密度。
-
多樣化雷射兼容性
支援廣泛波長範圍 (400-12000 nm)。透過快速更換不同的測量探針和偵測器，FM+ 可靈活適應各種雷射類型（光纖雷射、Disk雷射、半導體雷射、超短脈衝雷射、CO₂ 雷射）。
-
創新 FS³ 技術 (FM+ HPD 型號)
最新技術「Fused Silica Sensor System (FS³)」的引入，使得 FM+ HPD 型號能夠測量和評估具有極高功率密度的雷射光束，這對於切割應用尤其重要。
-
強大通訊與整合能力
配備乙太網路 (Ethernet) 和 RS485 介面，可與 PRIMES LaserDiagnosticsSoftware (LDS) 無縫連接，進行詳細的數據分析、測量設定和系統整合。這使得 FM+ 成為任何雷射診斷設置中的強大組件。
-
安全與堅固
設計時充分考慮了工業環境的嚴苛要求和雷射安全。設備堅固耐用，且需搭配外部吸收器來確保雷射光束在測量後被完全吸收。
誰適合入手FM+？
PRIMES FM+ 聚焦雷射光束診斷系統是以下專業領域的理想選擇：
- 雷射製造商： 驗證和校準焦點光束的性能指標。
- 積層製造 (3D/Additive Manufacturing)： 確保雷射在熔融和燒結過程中的焦點精準度和光束品質。
- 汽車製造與自動化： 在精密切割、焊接等高要求自動化製程中，監控和優化雷射光束。
- 研發與製程優化： 深入了解雷射與材料的相互作用，開發新的雷射應用和優化現有製程。
- 品質管理： 建立標準化的雷射光束診斷流程，確保產品品質的一致性。
詳細規格
| MEASUREMENT PARAMETERS | FM+ | FM+ HPD |
|---|---|---|
| Power range | 30 – 25000 W 1) | |
| Wavelength range | 400 – 12000 nm | 515 – 545 nm 1000 – 1100 nm |
| Beam diameter | 100 – 3000 µm (up to 5000 µm optionally) |
100 – 1200 µm 3) |
| Max. power density at different wavelenghts | CO₂ laser (10.6 µm): 30 MW /cm² Nd:YAG laser (1000 – 1100 nm): 10 MW /cm² VIS laser (515 – 550 nm): 5 MW /cm² Diode laser (800 – 1000 nm): 1 MW /cm² |
50 MW /cm² |
| Max. beam divergence (depending on measuring tip) | NIR high div: 200 mrad CO₂ high power: 240 mrad Diode: 500 mrad |
120 mrad |
| DETERMINED PARAMETERS | ||
| Focus position x, y, z | Yes | |
| Focus radius x, y | Yes | |
| Beam quality factor M² | Yes | |
| Divergence angle | Yes | |
| Power density distribution | 2D, 3D | |
| DEVICE PARAMETERS | ||
| Measurement window x-y | 8 x 8 mm (12 x 12 mm optionally) 2) | 8 x 8 mm |
| Working range z | 120 mm | |
| Resolution | 32 x 32 px – 1024 x 1024 px | |
| Rotation speed | 1875, 3750, 7500 min⁻¹ | |
| Linescan | Yes | |
| SUPPLY DATA | ||
| Power supply | 24V DC ± 5 %, max. 3.5 A | |
| Inert gas (water and oil free) | Helium, Nitrogen or Argon | Helium, Nitrogen, Argon, compressed air |
| Pressure inert gas | typ. 0.5 bar | |
| COMMUNICATION | ||
| Interfaces | Ethernet, RS485 | |
| DIMENSIONS AND WEIGHT | ||
| Dimensions (L x W x H) | 280 x 242 x 218 mm | 318 x 242 x 218 mm |
| Weight (approx.) | 8.5 kg | |
| 1) Higher power ranges on request. 2) Larger working ranges on request. 3) The size of the beam distribution to be measured must not exceed 1200 µm in the 86 % power inclusion. Within this range, measuring an array of spots is also possible. |
||
總而言之，PRIMES FM+ 是一款高度通用、精準可靠的雷射光束診斷系統，能夠提供焦點雷射光束最全面的特性信息。它幫助用戶在高功率和高精度雷射應用中，實現卓越的製程控制和品質保證。
