DataRay激光轮廓分析仪选型指南，相机式光束分析仪选购

 
 
美国DataRay公司创立使命是推动激光光束的分析技术进步，DataRay拥有极佳的软件使用体验，DataRay软件更新速度快，并且提供为客户定制软件功能，兼容Windows95，7，10以及XP系统。DataRay的光斑分析系列产品分COMS光束分析相机和CCD光束分析相机，通过软件可以控制CCD/CMOS电子快门, 进行微米精度的线性扫描。

以下是我们这次产品选型时所涉及到的产品系列
-DataRay红外光斑分析仪WinCamD‐FIR2‐16‐HR
-用于多光束光斑的BladeCam相机式光束分析仪
-TaperCam大孔径激光分析仪
-WinCamD‐LCM激光断面分析仪，WinCamD‐UCD光束轮廓仪
 
我们再给Dataray光斑分析仪分类的时候，按照波长分为常用波长型号（波长范围350-1150nm），紫外波段的光斑截面分析仪-UV（波长范围190-1150nm），近红外光斑版本的光斑轮廓分析仪（1460-1860nm），以及深红外波段（2um-16um）的WinCamD‐FIR2‐16‐HR和WinCamD-IR-BB。
按照光斑有效传感区域大小的话有一般的大小为5mm-11.3mm的普通型的相机式光束分析仪，大面积的相机式光束分析仪有TaperCamD20-15-UCD23传感面积15*20mm和TaperCamD-LCM传感面积为25*25mm。
*后一种是像素单元*小的光斑分析仪，仅3.2um大小，有效传感面积为6.6*5.3mm的高分辨率小光斑分析仪，并且可以多光束同时分析，还可通过这台仪器分析光栅的性能。其型号主要有BladeCam BC-XHR/HR。另外提供不同波长的子型号。
 
DataRay公司CMOS光斑轮廓分析仪，CCD相机式光束分析仪产品常规应用：
-连续，脉冲激光轮廓分析具体功能如下：

光斑直径:	多种算法协助用户精确地获得激光光束直径
适用的光束类型：	高斯，平顶光斑轮廓和等效狭缝轮廓
椭圆程度：	主轴，短轴和平均直径  轴的自动定位
质心位置：	相对和绝对 强度加权质心和几何中心   光束漂移显示和统计
平滑滤波片	Triangular running filter up to 10% FWHM

-激光M2值测量
-激光发散角测量
-激光漂移测量以及监控
-光学系统集成和设备准直
-激光和激光系统的现场服务(Field servicing of lasers and laser‐based systems)
 
DataRay公司CMOS光斑轮廓分析仪，CCD相机式光束分析仪共同的特点
-端口供电，灵活的3米电缆，无需外部电源
-355至1150 nm，CMOS探测器，190 -1610 nm选项
-4 MB图像缓冲区和板载微处理器
-25,000：1电子自动快门，40 ms至1000 ms
-1000:1， SNR（30/60 dB光学/电气）
-无窗口传感器标准，无边缘；全局快门，光学/ TTL触发器
-脉冲激光自动触发和同步
-具有片内12/14/16位ADC的数字CCD / CMOS相机（取决于相机）
-兼容Windows 8, 7, Vista and XP, 32 and 64 bit. PC or Mac‐Intel using Parallels or BootCamp
-X‐Ray, UV, 1310 nm (p.8), 1475‐1680 nm (p.10) & 2‐16 μm
-可现场更换的图像传感器
-HyperCal™ - 动态噪声和基线校正软件；
 
WinCamD‐LCM激光断面分析仪，WinCamD‐UCD光束轮廓仪特点：
-NEW WinCamD‐LCM 1” CMOS array with 5.5 μm2, 1, 2, & 4 MPixel Formats available
-同步快门= No Comet Tailing
-刷新率到达50Hz，使用USB 3.0(LCM series is USB 3.0 all others USB 2.0)
-新型可堆叠MagND滤波器(LCM series only)
-WinCamD‐LCM Compact 1.8 x 1.8 “ x 0.8” (20 mm)适用于小光束
 
用于连续激光的BladeCam相机式光束分析仪特点：
-3.2 / 1.3 MPixel，2048 x 1536或1280 x 1024像素，½“有效区域
-3.2 /5.2μm像素 M²选项 - 光束传播分析，发散，聚焦
-HyperCal™ - 动态噪声和基线校正软件，符合ISO 11146标准，RoHS，WEE和CE认证
-C-Mounted过滤器ND 1,2和4 带摄像头，0.5,1,2,3,4,5可选
-10位ADC
 
DataRay红外光斑分析仪WinCamD‐FIR2‐16‐HR特点：
-17μm像素间距，640 x 480像素，10.9 mm x 8.2 mm
-2至16μm波长范围的微测辐射热计
-12位ADC，4 MB图像缓冲器和板载微处理器
-16 ms时间常数
-没有斩波器测量脉冲或CW波束
 
DataRay公司TaperCam系列大面积相机光束分析仪，大孔径激光分析仪特点：
-355至1150 nm，标准CMOS检测器
-4.2Mpixel，2048 x 2048像素，25 x 25 mm有效区域
-12.5μm像素（有效）
-12位ADC，板载微处理器，25,000：1电子自动快门，79μs至2 s ；2,500：1 SNR
-隔离脉冲触发和并行捕获
-大面积TaperCamD选项为20 x 15 mm*大25*25mm
 
WinCamD系列光斑分析仪产品主要规格型号

WinCamD	‐LCM4	‐LCM2	‐LCM1	‐UCD12	‐UCD15	‐UCD23
像素数量	4M	2M	1M	1.4M	1.9M	1.4M
H x V:	2048 x 2048	1600 x 1200	1024 x 1024	1360 x1024	1600 x 1200	1360 x1024
Sensor image area (mm):	11.3 x 11.3	8.8 x 6.6	11.3 x 11.3	6.3 x 4.8	7.1 x 5.4	8.8 x 6.6
像素尺寸 (µm):	5.5 x 5.5	5.5 x 5.6	11 x 11	4.65 x 4.65	4.4 x 4.4	6.45 x 6.45
Min. beam (10 pixels)	55um	55um	110um	~47um	~44um	~65um
CW/Pulsed	CW/Pulsed/Auto Trigger
Max.'every pulse'PRR	10 Hz	>30 Hz	>30 Hz	~5‐10 Hz	~5‐10 Hz	~5‐10 Hz
单脉冲捕获PRR	18 Hz	18 Hz	18 Hz	20 kHz	20 kHz	20 kHz

 
用于多光束激光的BladeCam相机式光束分析仪主要规格型号

BladeCamTM	BC-XHR/HR-UV	BC-XHR/HR	BC-XHR/HR -1310	BC-HR-TEL
Pixel Count &	3.2/ 1.3 M Pixel	3.2/ 1.3 M Pixel	3.2/ 1.3 M Pixel	3.2/ 1.3 M Pixel
H x V:	2048 x 1536 /1280 x1024	2048 x 1536 /1280 x1024	2048 x 1536 /1280 x1024	264 x 212*
有效传感区 (mm):	6.5 x 4.9 / 6.6 x 5.3	6.5 x 4.9 / 6.6 x 5.3	6.5 x 4.9 / 6.6 x 5.3	6.6 x 5.3
像素尺寸(μm):	3.22 / x 5.22	3.22 / x 5.22	3.22 / x 5.22	~25 x 25*
*小光斑	32 / 52 μm	32 / 52 μm	32 / 52 μm	250 μm
光谱范围	190-1100 nm	355-1100 nm	355-1350 nm	1480-1610 nm
Shutter type:	Rolling	Rolling	Rolling	Rolling
Max Frame rate:	> 10 Hz	> 10 Hz	> 10 Hz	> 10 Hz
每个脉冲*大PRR:	NA	NA	NA	NA
单脉冲捕获PRR:	NA	NA	NA	NA
RMS Noise:	1,000:1 (30/60 dB)	1,000:1 (30/60* dB)	1,000:1 (30/60* dB)	1,000:1 (30/60* dB)
电子快门	162 μs to 1s	162 μs to 1s	162 μs to 1s	162 μs to 1s
动态范围	38 dB	38 dB	38 dB	38 dB
ADC:	10 bit	10 bit	10 bit	10 bit
接口	USB 2.0	USB 2.0	USB 2.0	USB 2.0

 
TaperCam系列大光斑轮廓分析仪的参数规格

Camera	TaperCamD20-15-UCD23	TaperCamD-LCM
有效传感区 (mm):	20*15	25 x 25 mm
传感器类型	2/3”CCD	CMOS
分辨率	1360*1024	2048 x 2048 pixels,
像素数量	1.4 M Pixel	4.2 MPixel
像素单元大小 (mm):	15*15	12.5 μm (effective
波长范围	355 - 1150 nm	355 to 1150 nm
接口	USB 2.0 Port-powered	USB 3.0
CW or Pulsed:	CW, Pulsed, Auto Trigger	CW, Pulsed, TTL trigger
快门类型	Global	Global
单脉冲捕获PRR:	20 kHz	12.6 kHz
Min. beam (10 pixels)(mm):	150	125
Max. frame rate (Hz):	20+	60Hz
Signal to RMS Noise:	1,000:1	2,500:1
电子快门动态范围	44	44 dB
ADC:	14-bit	12-bit
所属相机类型系列	WinCamD-UCD	WinCamD-LCM
Opt./Elec.* dB:	30/60 dB*
Max full frame rate:	5-10
Max."every pulse" PRR:	5-10

 
LCM系列和UCD系列都可用于探测激光是连续的或者脉冲的激光各项参数。LCM的单脉冲*高捕获的激光重复频率PRR是18Hz，而UCD系列单脉冲*高捕获的激光重复频率PRR则高达20KHz。
LCMxx中xx表示产品的像素大小。举例：LCM4则是400万像素大小的CMOS芯片的激光断面分析仪; UCDxx中xx表示产品的CCD芯片的尺寸大小。举例：UCD12则是CCD大小为1/2英寸的光束轮廓分析仪; 特别强调的是：‐UCD15的CCD大小为1/1.8英寸。-LCM的有效传感区的大小一般都是11.3*11.3的比LCM的大许多但，这两个产品的像素单元大小从4.4um到6.45um不等。值得注意的是‐LCM1的像素单元大小时11*11的，故而可测光斑的*小的光斑仅有110um。通常定义可检测的*小光斑大小是像素单元的面积*10来定义，也有厂家按*12来定义它的大小，可测*大光斑的大小的光束束腰半径等于有效传感区*55%。这样的定义只具有一般的参考价值。
由于WinCamD光束质量分析仪为了方便各种实验应用开发了多种型号，这里介绍一下大概的型号命名规则：
型号中The first个名字一般是BladeCam， WinCamD 和TaperCamD20‐15 主要的特点是:BladeCam像素单元为方形边长为3.2um，适合于测量多光束和光纤激光器，光栅性能分析。WinCamD则是一款窗口式的光常规的光斑分析仪。TaperCamD-LCM则是一款拥有25*25mm大小的传感器是CMOS的光束分析仪。-LCMxx中LCM说明是CMOS类型的传感器，-UCDxx主要是表示产品是CCD类型传感器的光束分析仪；其中xx如LCM4中的4则是说明它是一款400万像素大小的CMOS芯片光斑分析仪; UCD系列的产品尾缀xx则是描述CCD芯片实际的尺寸大小；举例：UCD23表明CCD大小为2/3英寸的光斑截面分析仪。

Part Number =	Camera type	+ CCD/CMOS chip
	BladeCam	‐HR/‐XHR
	WinCamD	‐LCM4/‐LCM2/‐LCM1
		‐UCD12/‐UCD15/ ‐UCD23/‐UHR/‐XHR
	TaperCamD20‐15	UCD23

 
后面也有说明其适用的波长范围大小的标注，具体如下：
标准: ~350 to 1150 nm
_1310：~350 to 1330 nm. 提供1290纳米长通滤波器和光保护窗
_NIR：~1480 to 1680 nm. 近红外到可见转换荧光粉（铒响应）（-TEL所对应波长相同）
_FIR-HR： ~2 to 16 um
_UV：190-1150nm
 
下列是美国DataRay光斑分析仪的产品型号以及其对应ID的对应表：

产品型号	产品ID
BladeCam-HR	S-BC-HR
BladeCam-HR-1310	S-BC-HR-1310
BladeCam-HR-TEL	S-BC-HR-TEL
BladeCam-HR-UV	S-BC-HR-UV
BladeCam-XHR	S-BC-XHR
BladeCam-XHR-1310	S-BC-XHR-1310
BladeCam-XHR-UV	S-BC-XHR-UV
TaperCamD-LCM	S-TCD-LCM
TaperCamD20-15-UCD23	S-TCD-UCD23
TaperCamD20-15-UCD23-1310	S-TCD-UCD23-1310
TaperCamD20-15-UCD23-TEL	S-TCD-UCD23-TEL
WinCamD-FIR8-14-HR	S-WCD-FIR8-14-HR
WinCamD-IR-BB	S-WCD-IR-BB-7.5
WinCamD-LCM	S-WCD-LCM
WinCamD-LCM-C	S-WCD-LCM-C
WinCamD-LCM-C-1310	S-WCD-LCM-C-1310
WinCamD-LCM-C-S1	S-WCD-LCM-C-S1
WinCamD-LCM-C-UV	S-WCD-LCM-C-UV
WinCamD-LCM-CX	S-WCD-LCM-CX
WinCamD-LCM-NE	S-WCD-LCM-NE
WinCamD-LCM-NE-C	S-WCD-LCM-NE-C
WinCamD-LCM-NE-C-1310	S-WCD-LCM-NE-C-1310
WinCamD-LCM-NE-C-S1	S-WCD-LCM-NE-C-S1
WinCamD-LCM-NE-S1	S-WCD-LCM-NE-S1
WinCamD-LCM-NE-S1.5	S-WCD-LCM-NE-S1.5
WinCamD-LCM-S1	S-WCD-LCM-S1
WinCamD-LCM-S1.5	S-WCD-LCM-S1.5
WinCamD-LCM-TEL	S-WCD-LCM-TEL
WinCamD-LCM-TEL-S1.5	S-WCD-LCM-TEL-S1.5
WinCamD-LCM-UV	S-WCD-LCM-UV
WinCamD-THz	S-WCD-THz
WinCamD-UCD12	S-WCD-UCD12
WinCamD-UCD12-1310	S-WCD-UCD12-1310
WinCamD-UCD12-CW	S-WCD-UCD12-CW
WinCamD-UCD12-S1	S-WCD-UCD12-S1
WinCamD-UCD12-S2	S-WCD-UCD12-S2
WinCamD-UCD12-TEL	S-WCD-UCD12-TEL
WinCamD-UCD12-UV	S-WCD-UCD12-UV
WinCamD-UCD15	S-WCD-UCD15
WinCamD-UCD15-1310	S-WCD-UCD15-1310
WinCamD-UCD15-S1	S-WCD-UCD15-S1
WinCamD-UCD15-S2	S-WCD-UCD15-S2
WinCamD-UCD23	S-WCD-UCD23
WinCamD-UCD23-1310	S-WCD-UCD23-1310
WinCamD-UCD23-S1	S-WCD-UCD23-S1
WinCamD-UCD23-TEL	S-WCD-UCD23-TEL
WinCamD-UCD23-UV	S-WCD-UCD23-UV
WinCamD-UHR	S-WCD-UHR
WinCamD-UHR-1310	S-WCD-UHR-1310
WinCamD-UHR-TEL	S-WCD-UHR-TEL
WinCamD-UHR-UV	S-WCD-UHR-UV
WinCamD-XHR	S-WCD-XHR
WinCamD-XHR-1310	S-WCD-XHR-1310
WinCamD-XHR-UV	S-WCD-XHR-UV