キネマティックマウントのアジャスタを使用したレーザービームの調整方法


キネマティックマウントのアジャスタを使用したレーザービームの調整方法


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レーザのポインティング角度を補正する手順

キネマティックマウントのピッチ(チップ)とヨー(ティルト)を調整することで、レーザ角度の微細な補正を行うことができます。この角度調整は、コリメートされたレーザ光を光学テーブル表面に水平、あるいはテーブルのタップ穴のラインに沿ってなど特定の方向にアライメントする際に行なわれます。

Using a ruler to align a beam with respect to a row of tapped holes in an optical table.
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図2:ビームは、光学テーブルのタップ穴のラインに対して平行になるようアライメントすることができます。キネマティックマウントのヨー調整でビーム角度を調整し、ルーラをタップ穴のラインに沿ってスライドさせるときに、ビームがルーラの縦の基準線上に保持されるようにします。

Leveling a laser beam with respect to an optical table.
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図1:ビーム方向を光学テーブルの表面に対して水平にするには、レーザ用キネマティックマウントのピッチ調整を使用します(図2)。ビームがテーブル表面に対して平行になっている状態は、ビーム高がレーザ前面に近い位置(左)と遠い位置(右)でパワー測定値が同じであることを確認することで行います。

動画1:コリメートレーザーパッケージPL202からのビームのポインティング角度は、レーザのキネマティックマウントKM100のピッチ(チップ)とヨー(ティルト)アジャスタと、ルーラBHM1の水平と垂直線を使用して補正しました。その結果、ビームは光学テーブルの表面に対して平行かつタップ穴のラインに沿って伝搬します。

マウントのアジャスタを使用する前に
まず、キネマティックマウントの各アジャスタを回して移動範囲の中央に移動させます。これにより調整範囲が足りなくなるリスクが少なくなります。また調整範囲の真ん中にアジャスタがあると、マウントのポインティング安定性が良くなります。

その後、レーザを支えるポストやポストホルダなどのオプトメカニクス部品を調整することで、レーザの高さ、位置、向きの粗調整を行います。 調整後はすべての固定ネジが締め付けられていることを確認してください。

ビームをテーブル表面に対して平行にする場合
レーザ光のレベル調整のため、アライメントツールを用いて、マウントのピッチアジャスタによる微細な調整を繰り返す必要があります。

まず光源から近い位置と遠い位置のビームの高さを測定します(図1)。2つの間の距離が長ければ長いほど、確度は高くなります。 2つの位置のビーム高が一致するまで、キネマティックマウントのピッチを繰り返し調整します。

調整を繰り返すと、ビーム高さも変わってくる可能性があります。動画1の例では、光源に近いビーム高は当初82 mmでしたが、最初のピッチ調整で83 mmに上がっています。

調整後のビーム高さを変えたいときは、水平調整を行なった後、レーザを支えるオプトメカニクス部品により高さ調整を行います。レーザ高さを調整する方法として、2つのステアリングミラーをレーザの後ろに置き、アライメントする方法もあります。ステアリングミラーは特に設置型レーザを使用し、ビーム出力方向を調整する際に有用です。

ビームをタップ穴列に沿った向きにする
ビームをテーブルのタップ穴列に対して平行にアライメントすることもまたアライメントツールとマウントのヨーアジャスタの調整が必要な反復プロセスにより行います。

タップ穴列を基準線としたレーザ出力方向を調整するためには、アライメントツールが必要になります。ルーラのベース部の端をタップ穴列の端に合わせて配置します(図2)。

テーブル上の基準線に対するビームの角度ズレは、ルーラに照射されるレーザースポット位置とルーラの垂直基準線の差を見ることで確認できます。垂直基準線として、ルーラ端や目盛端を利用できますが、それでは不十分な場合には、取付けブラケットBHMA1を使用して水平置き型のルーラを取り付けることができます。

動画1では、ルーラをタップ穴列に並行に移動し、レーザ照射位置をルーラーの1 mm単位の目盛の端に一致させるようにアライメントします。ルーラを基準線の遠い方の位置に移動させると、ルーラのビーム位置も水平方向に移動します。ルーラを遠い方の位置に配置した後、ビーム端が1 mm単位の目盛端に一致するまでマウントのヨーを調整します。その後ルーラを光源の近くに移動させ、ビームの位置調整の結果を見ます。このプロセスは必要に応じて反復で行われています。

ビームアライメントに関する追加情報はこちらの動画ページでご覧ください。

「Insights-ヒント集」は下記リンクからご覧いただけます。 
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最終更新日:2020年10月12日


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