アライメントスクリーン


  • Laser Engraved Screens with Target Grid 
  • 6" (155 mm) and 12" (305 mm) Rulers with Through Holes 
  • Magnets Hold Screens to Optical Table or Breadboard

TPSM1/M

200 mm (7.87")
Laser Safety Screen
(10 mm Target Grid)

TPSM2

11.81" (300 mm)
Laser Safety Screen
(1/2" Target Grid)

BHMA1

Mounting Bracket for Beam Height Rulers

BHM3

6" (155 mm) Magnetic Beam Height Measuring Tool

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アルマイト加工アルミニウム製のアライメントスクリーンTPSM1/MおよびTPSM2/Mは、ターゲットグリッドがレーザ刻印されており、ビームのアライメントや高さ測定に使用することができます。各アライメントスクリーンの底部には磁石が付いており、設置や取外しが素早くできます。またM6キャップスクリュ用取付けスロットが付いているので、取付け面の磁性の有無にかかわらず、しっかりと恒久的に固定することもできます。

磁石付きビーム高測定用ルーラBHM3およびBHM4には、レーザービームを通過させるための穴が25 mm間隔および25.4 mm(1インチ)間隔で開いています。ルーラにはミリとインチの両方の目盛がレーザ刻印されており、ベースにある1つまたは2つのネオジウム磁石によって磁性を有する表面上で設置位置を保持することができます。BHM3には1つ、BHM4には2つの磁石が付いています。取付け用ブラケットBHMA1を用いると、2つのビーム高測定用ルーラを90°の角度で取り付けることができます。それによりレーザービームのテーブルからの高さ測定に加えて、水平方向のアライメント調整にも利用することができます。

レーザービームをアライメントする方法

レーザを光学系に取り付ける場合、まず行うべきは、所望の光路設定をするためビームの水平度と方向を調整することです。このようにして設定されると、ビームをうまく迂回させてシステム内の光学素子を透過するように誘導できるだけでなく、システムのアライメントを調整することによって得られる結果が予測しやすくなり、再現性が高くなります。下記のセクションではそれぞれの方法について説明しています。

実験および機器についての「Insights-ヒント集」はこちらからご覧いただけます。

 

レーザービームのポインティング角度を水平にアライメントする方法

動画の説明: 初めに、レーザーパッケージPL202から出力されるコリメート光を、テーブルに水平、かつ、タップ穴の列に沿うようにアライメントします。次に、キネマティックマウントKM100内の2つのミラーを使用して、2つのアイリスID25によって規定された別の光路にビームを誘導します。観察用のスクリーンとして2つ目のアイリスの後ろに置かれたルーラBHM1上にビームスポットが現れ、また、2つのアイリスの開口部周りに均等にボヤっとした光が当たっている状態になればビームがアライメントされている状態とみなせます。

0:00 - はじめに
1:25 - レーザービームのポインティング角度を水平にし、アライメントする方法
4:09 - ビームを迂回させて任意の光路にアライメントする方法
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、ビームの照射位置が横方向で動かないようにします。
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。

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、コリメート光を光学テーブル表面などの基準面に対して、あるいはテーブルのタップ穴のラインに沿ってなど基準面内の特定の方向に対してアライメントするときなどで行います。

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。 調整後はすべてのロック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。

ピッチ調整により光源の高さも変わります。動画の例では、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。

ビームを水平に調整した後は、レーザを支えるオプトメカニクス部品を所望の高さに調整します。または2つのステアリングミラーをレーザの後ろに置き、違う方法でアライメントすることもできます(詳細については同セクション内に記載されています)。ステアリングミラーは特に装置自体の角度調整が難しいレーザ装置のビームの高さと方向の調整に有用です。

ビームをタップ穴列に沿った向きに調整
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場合もアライメントツールとマウントのヨーアジャスタの反復調整が必要になります。

アライメントツールにより、タップ穴列を基準線として、レーザ出力方向を調整できます。ルーラの底辺の端をタップ穴列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。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。

 

ビームを迂回させて任意の光路に沿ってアライメントする方法

1つ目のステアリングミラーは、新しい光路上に配置された2つ目のミラーに向けてビームを反射します。2つ目のステアリングミラーは、新しい光路に沿うようにアライメントします。2つのステアリングミラーでレーザ光をアライメントする手順は、Walking the Beam(ビームの移動)として説明することがあり、その結果はFolded Beam Path(折りたたまれたビーム路)と呼ばれることがあります。上の動画の例では、ビームを新しい光路にアライメントするために2つのアイリスが使用されています。新しい光路は光学テーブル面に対して平行で、タップ穴列に沿っています。

Mirror tuning range limitations determine the minimum distance that should separated paired steering mirrors.
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図3: 1つ目のミラーから反射されたビームは、x軸ならびにy軸まわりに、それぞれθおよびψ回転すれば、2つ目のミラーに入射します。どちらの角度も2つ目のミラーの中心位置(座標x2、y2、z2 )に影響を及ぼします。1つ目のミラーのx軸周りの回転は、マウントのピッチ(チップ)アクチュエータの移動範囲によって制限されますが、その移動範囲は、2つ目のミラーの位置と高さも制限します。
To perform a beam walk, use the adjusters on the second mirror to adjust the beam position on the second iris.
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図5: 2つ目のキネマティックミラーマウントのアジャスタは、2つ目のアイリスにビームをアライメントするのに使用します。
To perform a beam walk, use the adjusters on the first mirror to adjust the beam position on the first iris.
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図4: 1つ目のキネマティックミラーマウントのアジャスタを調整して、1つ目のアイリスの開口部にレーザースポットを合わせています。

ミラーの高さの設定
1つ目のミラーの中心は、入射路の高さと一致させます。2つ目のミラーの中心は、新しい光路の高さに合わせてください。

アイリスのセットアップ
新しい光路はアイリスによって設定されます。動画では光路がテーブル面に対して水平となるよう、アイリスの高さが一致していることがご覧いただけます。マウント内のアイリスの高さはルーラかノギスを使用すると適度な精度で設定可能です。

アイリスが閉じているときの(小さな)開口部は、完全な中心位置にない場合があります。そのため、アイリスのビームの入力面をひっくり返すと、開口の位置がシフトする場合があります。アイリスのビーム入力面を決めたらセットアップから使用まで同じ面を使用することを推奨します。

コンポーネントの配置と粗調整
まず、両ミラーのアジャスタを回しながら移動範囲の中央に移動させます。1つ目のミラーは入射光路に配置し、2つ目のミラーは新しい光路上に配置します(図3)。1つ目のミラーのピッチ(チップ)アクチュエータの移動範囲がx周りのミラーの回転(θ )を制限するため、ミラー配置は1つ目のミラーのピッチ(チップ)アクチュエータの移動範囲によって限定されます。2つ目のミラーの位置(x2 、y2 、z2 )を選ぶときは、ピッチに加え、1つ目のミラーのヨー(ティルト)も考慮しなければなりません。2つのミラーは、1つ目のミラーの両アジャスタを移動範囲いっぱいに回さなくてすむよう配置してください。

新しい光路に2つ目のミラーを配置後、両方のアイリスを光路上に置いてください。1つ目のアイリスは2つ目のミラーの近くに、2つ目のアイリスは2つ目のミラーからできるだけ遠くに配置してください。

2つのミラーの高さはそのまま維持し、またヨーのアジャスタは触らずに1つ目のミラーを回転させて、光を2つ目のミラーに向けます。1つ目のミラーのピッチアジャスタを調整して、レーザースポットを2つ目のミラーの中心近くに移動させます。その後、2つ目のミラーを回転させて、ビームを新しい光路にある程度向けます。

最初に光路上に光を当て、その後、向きを調整します。
1つ目のミラーは、2つ目のミラー上にある新しい光路上の点に向けてビームをステアリングするために使用します。まず、1つ目のアイリスに当たるレーザースポットの位置を見ながら1つ目のミラーのアジャスタを調整します(図4)。アイリスの開口部の中心にレーザースポットが合えば最初のステップは終了です。

次に2つ目のミラーでビームをステアリングして、新しい光路とアライメントさせます。2つ目のミラーのアジャスタを調整して、レーザースポットを2つ目のアイリスの開口部に移動します(図5)。ピッチアジャスタがビームの高さを調整し、ヨーアジャスタがビームを横方向に移動します。2つ目のアイリスでレーザースポットが消えてしまう場合、2つ目のミラーのレーザースポットが新しい光路から離れています。

1つ目のミラーのアジャスタを調整しながら2つ目のミラー上のビーム位置を変え、1つ目のアイリスの開口部の中心にレーザースポットがあたるようにします。2つ目のミラーのアジャスタ調整を再開して、2つ目のアイリスの開口部にレーザースポットを向けます。これをレーザービームが両方のアイリスの中心を通るまで繰り返します(動画参照)。アジャスタのどれかが調整範囲の制限に近づいてしまったら、ミラーの1つ、あるいは両方の位置を変え、アライメント手順を繰り返してください。

ヨー軸のアジャスタが制限に近づいた場合、反射ビーム方向を記録しておき、ヨーアジャスタを調整範囲の中央に回転させます。反射ビーム方向が記録した位置になるようミラーマウントの向きを変えます。ミラーが回転できない場合、ビームが新しい光路にほぼ沿うよう1つあるいは両方のミラーの位置を変えます。ビームの向きが微細に調整できるまでこのアライメント手順を繰り返します。

ピッチ軸のアジャスタが制限に近づいた場合、2つのミラーの間の距離を長くするか、入射路と新しい光路の高さの差を小さくします。どちらの方法でもアライメント手順が繰り返された後、ピッチアジャスタが調整範囲の中心の近くに配置されます。


Posted Comments:
williamg  (posted 2016-02-12 15:49:47.28)
I have an improvement suggestion for the family of vertical rulers like BHM1 etc. It would be nice if both sides had the scales, but the back side had the metric and imperial scales switched. In other words, when you look on one face, it's imperial scale on the left, but when you look on the other face, it's metric scale on the left. This would be very useful in crowded optical setups, when it's inconvenient or impossible to set up the ruler to use the desired scale. It would also be nice to have an option to buy a vertical ruler (like BHM1) that has both magnetic feet on the same side (like TPSM1 does). I often need to take height measurements inside a laser, where floor space is very limited, and feet on opposite sides make it very difficult sometimes. Such ruler, with both scales on both sides, like described in the first paragraph, would be very nice to have, indeed.
cevered  (posted 2016-02-16 10:25:44.0)
Thank you very much for your valuable product feedback. I have begun a discussion within our internal ideas forum and we will inform you of any new releases or suggestions that may arise from your feedback.
christoph.testud  (posted 2015-05-20 15:52:27.753)
Dear Sir or Madam, we are using the alignment screens in our laser lab and would suggest that the magnet in the base do not need to be so strong. If you is not careful the screen can easily snap onto the optical table. Best regards, Christoph Testud Christoph Testud University of Hamburg Center for Free Electron Laser Science (CFEL) Geb. 99, office 02-129 Luruper Chaussee 149 22761 Hamburg Tel.: +49 (0)40 8998 6287 christoph.testud@uni-hamburg.de
msoulby  (posted 2015-05-26 06:50:44.0)
Response from Mike at Thorlabs: The laser safety screens are designed to be used on steel optical tables, we used magnets rather than screw slots in order to give the customer greater flexibility when placing the screen. The magnets are strong in order to help prevent the safety screen from being knocked and moving easily, which could be a potential hazard if you are using the screen to block a beam.

磁石付きレーザ安全スクリーン

TPSM1 Typical Application
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ビーム安定化システム内のTPSM1(/M)
  • ターゲットグリッドがレーザ刻印されたアルミニウム製レーザ安全スクリーン
  • 2種類のサイズから選択可能
    • TPSM1/M:200.0 mm x 75.0 mm、 設置面積:75.0 mm x 35.0 mm
    • TPSM2/M:300.0 mm x 75.0 mm、 設置面積:75.0 mm x 35.0 mm
  • スクリーンを底面の2つの磁石で保持
  • スロット穴により非磁性の面にも取り付け可能
  • 光を均一に拡散するアルマイト処理コーティング
  • 損傷閾値:> 350 J/cm2(1064 nm、 20 ns、 20 Hz、 Ø1.14 mm)

磁石付きレーザ安全スクリーンの一方の面には、レーザーアライメント時の粗調整に使用できる10 mmのターゲットグリッドが刻印されており、もう一方の面は完全なビームブロック用途に使用いただけるよう無地の状態になっています。 各スクリーンのベースには2個の強力な磁石がついており、スクリーンを磁性タイプの作業面に取り付けられるので、柔軟に移動することも可能です。貫通穴もあるので、スクリーンをキャップスクリュで恒久的に締め付け固定することもできます。また、非磁性の面にも取付けることも可能です。このスクリーンは小型であるため、アクセサリの隙間に設置できるので、レーザ系に簡単に組み込むことができます。スクリーンの材質はアルミニウムで、鋭利なバリを取り除くためにバレル研磨され、また、アルマイト処理によって光を均一に反射する表面仕上げとなっています。

注:マグネットが非常に強力であるため、レーザースクリーンを、ペースメーカやクレジットカードなどの磁界の影響を受けやすい物品の近くでは使用しないでください。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
TPSM1 Support Documentation
TPSM1磁石付きレーザ安全スクリーン、7.87インチ x 2.95インチ(インチ規格)
¥4,840
In Stock Overseas
TPSM2 Support Documentation
TPSM2Customer Inspired! 磁石付きレーザ安全スクリーン、11.81インチ x 2.95インチ(インチ規格)
¥5,205
In Stock Overseas
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
TPSM1/M Support Documentation
TPSM1/M磁石付きレーザ安全スクリーン、200 mm x 75 mm(ミリ規格)
¥4,840
Today
TPSM2/M Support Documentation
TPSM2/MCustomer Inspired! 磁石付きレーザ安全スクリーン、300 mm x 75 mm(ミリ規格)
¥5,205
Today

磁石付きビーム高測定用ルーラ

BHM Diagram
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各ルーラの主目盛の横には、レーザービームを通過させるための穴が開いています。
BHM3 Typical Application
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ルーラBHM3の穴を通過するHeNeレーザからの出射光
  • レーザ刻印目盛付き
    • 1.0 mm間隔(ミリ規格)
    • 1/16インチ間隔(インチ規格)
  • 25 mm間隔で並んだ穴を用いることでレーザービームのアライメントが容易
  • 磁性を有する光学テーブルまたはブレッドボード上に置いてビーム高を測定
  • ネオジム磁石により設置位置を保持
  • 光を均一に拡散するアルマイト処理コーティング

当社の磁石付きルーラBHM3およびBHM4は、それぞれ155 mmと305 mmまでのビーム高を測定できます。スクリーンの前面にはビーム高測定用に1.0 mm間隔の目盛がレーザ刻印されています。刻印された数字の隣には、レーザービームを通過させるためのØ2.0 mmの穴が12個(BHM3)または24個(BHM4)、25.0 mm間隔で開けられています。

ルーラの底部にはネオジム磁石が1つまたは2つ付いており、磁性を有する作業面上で設置位置を保持することができます。そのためテーブルにボルトで固定するよりも柔軟に配置できます。BHM3には1つ、BHM4には2つの磁石が付いています。どちらのルーラも、ビードブラスト加工により鋭利なエッジを取り除いたアルミニウム素材をアルマイト処理し、光を均一に拡散する表面に仕上げています。コンパクトなため部品間の小さな隙間にも設置でき、実験系への組込みも容易です。

当社では、下記のように2つのビーム高測定用ルーラ同士を取付けることができるブラケットBHMA1もご用意しております。これを使用することで、レーザービームのテーブルからの高さ測定に加え、水平方向のアライメント調整にも利用できます。

注:このルーラには磁石が付いているため、ペースメーカやクレジットカードなどの磁界の影響を受けやすい物品の近くでは使用しないでください。

Item #Ruler Surface
Dimensions (W x H)
Footprint
(L x W)
ThicknessNumbered
Graduations
GraduationsHole SpacingHole DiameterDamage Threshold
BHM330 mm x 160 mm
(1.18" x 6.30")
20 mm x 30 mm
(0.79" x 1.18")
2.0 mm
(0.8")
Every 1" and 10 mm1/16" and 1.0 mm1.00" and 25.0 mm2.0 mm (0.08")> 350 J/cm2
(1064 nm, 20 ns, 20 Hz, Ø1.14 mm)
BHM440 mm x 310 mm
(1.57" x 12.20")
20 mm x 40 mm
(0.79" x 1.57")
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
BHM3 Support Documentation
BHM3磁石付きビーム高測定用ルーラ、155 mm
¥3,770
Today
BHM4 Support Documentation
BHM4磁石付きビーム高測定用ルーラ、305 mm
¥6,370
Today

磁石付きビーム高測定ルーラ用90°取付けブラケット


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ブラケットBHMA1を使用して、BHM4に90°の角度で取り付けられたBHM3

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BHM3に取り付けられたビュワーカードVRC4
 
  • 2本のビーム高測定ルーラを垂直に取り付け
  • 水平ならびに垂直ビームの測定に便利
  • ビーム高測定ルーラにレーザ用ビュワーカードを取り付け
  • 内蔵型の水準器により取り付けたカードやルーラの水平化が簡単
  • 1.0 mm単位の目盛がレーザ刻印
  • 黒色Delrin®†

当社の取付けブラケットBHMA1は、上記のビーム高測定ルーラ2本を90°の角度で取り付けます。 90°に取り付けられることにより、レーザービームのテーブルからの高さ測定に加えて、ビームを水平にアライメントすることもできます。 右の写真のようにブラケットでレーザ用ビュワーカードをルーラに取り付け、UV、近赤外、または中赤外域のビーム検出に使用することもできます。


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BBHMA1の図面

このブラケットは耐久性の高い黒色Delrin®製で、取付け部品を一貫して水平に保てるよう水準器(気泡管水準器)が内蔵されています。泡が2つの目盛の中央にあるとき、ブラケットは水平です。 泡の中心が目盛の1つの下にあるとき、ブラケットは31分(角度)傾いています。

1.0 mm間隔の目盛がブラケットの3面にもレーザ刻印されています。 目盛は取付け部品の水平方向への移動量を示したり、ルーラやビュワーカードを繰り返しセットアップに取付けたりする際に使用できます。

左の図面で示しているブラケットの2つのスロットは、ルーラBHM3とBHM4の上部の形状に合うように開けられています。 取り付けた後のブラケットはルーラを垂直方向に自由に移動可能です。 最初に取り付けたルーラとブラケット前部の間のスペースに2つ目のルーラまたはビュワーカードを取り付けます。 すべてはブラケット前部のつまみネジを使用して圧力をかけるとその位置に固定されます。

注: ブラケットはDelrin®製で、レーザの安全基準クラスに分類されていません。

Delrin®はDuPont Polymers社の登録商標です。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
BHMA1 Support Documentation
BHMA1磁石付きビーム高測定ルーラ用90°取付けブラケット
¥5,346
In Stock Overseas
Last Edited: Jul 25, 2013 Author: Lori Stover