Die Ingenieurin

Dr. Reza Amani nutzt Wärmebildkameras, um die Wärme zu messen, die in der Verstärkungsfaser eines Faserlasers erzeugt wird, und verhindert so Geräteschäden oder Verletzungen des Bedienpersonals aufgrund eines Bruchs, der bei Überschreitung der Temperaturgrenzen auftreten kann.

Diese Kameras können dazu beitragen, Schülern während Experimenten Anweisungen zu geben, die Sicherheit für Bediener bei Anwendungen vor Ort zu verbessern und die Leistung der Ausrüstung zu verbessern usw.

Reza-Amani-Projekt, außerordentlicher Professor am Zentrum für Attosekundenlaserwissenschaft, Graduate School of Science, Universität Tokio

Überwachung von Temperaturerhöhungen, um Schäden an Fasern zu verhindern

Dr. Reza Amani engagiert sich in der Forschung, die nicht nur durch die Entwicklung von Hochleistungslasern einen Beitrag zur physikalischen Chemie leistet, sondern auch eine stärkere Zusammenarbeit mit der Industrie anstrebt. Die Laserbearbeitung wird in der Halbleiterindustrie und vielen anderen Branchen eingeführt. Es ermöglicht die Bearbeitung verschiedenster Materialien und ermöglicht eine hochpräzise Feinstbearbeitung.

Insbesondere die Faserlaser, an denen Dr. Amani arbeitet, weisen eine hohe Energieumwandlungseffizienz auf und zeichnen sich durch Stabilität und Zuverlässigkeit aus. Da das Licht außerdem in den Fasern eingeschlossen ist, ist kein Reinraum erforderlich, und es erregt aufgrund seiner Vorteile wie elektrischer Steuerung und einfacher Handhabung Aufmerksamkeit.

„Der Kern der optischen Faser, der als „Verstärkungsfaser“ bezeichnet wird, ist mit Er (Erbium) und Yb 1/3 (Ytterbium) dotiert (hinzugefügt). In einem einzigen Modus kann eine Laserleistung von 22 W oder mehr erreicht werden , aber die Faser wird nach der Anregung sofort erhitzt. Wenn die Faser eine bestimmte Temperatur erreicht, schwillt sie zunächst an und platzt dann. In diesem Fall wird die Ausrüstung unbrauchbar und es besteht Verletzungsgefahr.“

Um solchen Risiken vorzubeugen, ist es notwendig, die Wärme zu messen, die an der Verstärkungsfaser des Faserlasers erzeugt wird, und das Experiment muss abgebrochen werden, bevor die Temperaturgrenze erreicht wird und der äußere Kunststoff der Ummantelung (Acrylatbeschichtung) zerstört wird. Bei der Erzeugung von Verstärkungsfasern ist jedoch nicht bekannt, wann die Temperaturgrenze überschritten wird. Zur Überwachung des Temperaturanstiegs wurde die Wärmebildkamera Teledyne FLIR eingeführt.

Mit Er- und Yb-Ionen dotierte Gewinnfaser. Diese Verstärkungsfaser wird mit einem Multimode-976-nm-Anregungslaser gekoppelt, um einen Resonator zu bilden. Es kann dann mit der zentralen Wellenlänge von 1.560 nm oszillieren, um einen Single-Mode-Laser mit 22 W oder mehr auszugeben. Ein solches Lasergerät kann für die Laserbearbeitung, die Anregung eines Lasers im mittleren Infrarotbereich und den Bereich der optischen Kommunikation usw. eingesetzt werden.

Wenn die Verstärkungsfaser mit Er-Yb-Ionen dotiert ist, wird ein grünes Fluoreszenzlicht erzeugt. Je stärker das Fluoreszenzlicht ist, desto höher ist die Absorption des Anregungslasers und desto höher wird die Wärmeentwicklung.

Wählen Sie den Teledyne FLIR mit hoher Auflösung und einfacher Analyse

Dr. Amani sagt, dass sie versucht haben, Messungen mit einer Wärmebildkamera durchzuführen, die sie im Labor hatten, diese jedoch eine geringe Pixelzahl aufwies und aufgrund der begrenzten Bildauflösung die gemessenen Werte niedriger waren als die tatsächlichen, was effektiv zu einem Ergebnis führte es ist nutzlos.

„In meinem vorherigen Job habe ich mich mit dünnen Scheibenlasern beschäftigt und eine Wärmebildkamera mit hoher Pixelanzahl von FLIR verwendet. Daher weiß ich viel über die Vorteile von FLIR-Kameras. Die Faser ist einschließlich des äußeren Kunststoffteils nur 250 μm dünn , die sogenannte Acrylatbeschichtung. Ohne eine gewisse Auflösung können wir Temperaturen nicht präzise messen. Ich habe meine jetzige Stelle jedoch vor einem Jahr angetreten und habe gerade mein Labor eröffnet. Aufgrund des begrenzten Budgets habe ich mich für die FLIR E54 entschieden . Es hat eine faire Auflösung und kann zu einem akademischen Preis erworben werden.“

Ein weiterer Grund für die Wahl von Teledyne FLIR war, dass die erfassten Daten auf einem PC analysiert werden können. „Wir importieren die aufgenommenen Bilddaten auf einen PC und führen verschiedenste Analysen durch. Es ist schwierig, anhand der Daten vor Ort genau zu beurteilen, wo 2/3 der Wärmeentwicklung auftreten, aber durch den Datenimport auf einen PC können wir.“ genauer analysieren kann. Das ist natürlich von Vorteil.“

Tragbare Wärmebildkamera – FLIR E54

Die FLIR E54 ist die erste tragbare Thermografiekamera von FLIR. Sie kann die Temperaturverteilung von Objekten mit Temperaturunterschieden in einer Infrarotauflösung von 320 × 240 Pixeln erkennen. Die Bildkorrektur mit MSX® erzeugt die schärfsten Bilder seiner Klasse. Für Untersuchungen in verschiedenen Szenen sind austauschbare Tele- und Weitwinkelobjektive nützlich. Darüber hinaus ist es durch die Anbindung an eine PC-Software möglich, zeitliche Temperaturänderungen zu analysieren und als Video aufzuzeichnen.

ANWENDUNGSGESCHICHTE DES CENTER FOR ATTOSECOND LASER SCIENCE, GRADUATE SCHOOL OF SCIENCE, DER UNIVERSITÄT TOKIO

Die Kosteneffizienz der Einführung von Wärmebildkameras ist angesichts der Risiken von Geräteschäden hoch.

Diese Geschichte wird Reza Amani zugeschrieben, außerordentlicher Projektprofessor am Center for Attosecond Laser Science der Graduate School of Science der Universität Tokio.

Über Teledyne FLIR

Teledyne FLIR, ein Unternehmen von Teledyne Technologies, ist ein weltweit führender Anbieter intelligenter Sensorlösungen für Verteidigungs- und Industrieanwendungen mit rund 4.000 Mitarbeitern weltweit. Das 1978 gegründete Unternehmen entwickelt fortschrittliche Technologien, um Fachleuten dabei zu helfen, bessere und schnellere Entscheidungen zu treffen, die Leben und Existenzen retten. Für weitere Informationen besuchen Sie bitte www.teledyneflir.com oder folgen Sie @flir.