計測機器


レーザー・フォーカル・プロファイラ


レーザー・フォーカル・プロファイラ


  • 概要
  • 原理
  • 仕様
  • 測定手順
  • 原著論文

製品概要


レーザーフォーカルプロファイラ(LFP)は、レーザーをレンズで集光した集光スポットの強度分布を正確に計測します。高NAレンズで回折限界まで絞り込まれたレーザーの焦点の強度分布を測定する世界初、オンリーワンの計測器です。


レーザーの集光スポット近傍の強度分布は、あらゆるレーザー機器の性能を決める重要な要素です。集光スポット近傍の強度分布測定によって、レーザー顕微鏡の空間分可能、レーザー加工機の加工効率、光メモリのピックアップの品質評価、光ピンセットの性能評価、レーザー集光光学系の性能評価・収差の評価、各種 対物レンズ(液浸レンズ含む)の性能評価・収差の評価等、様々なシーンで活躍します。


レーザービームの強度分布を測定する計測器としては、レーザーム断面の強度分布を測定するビームプロファイラがありますが、光検出部のCCD/CMOSの各画素の大きさで、 その強度分布の空間分解能が制限されます。世界最小の画素のCCD/CMOSセンサーを用いても、その空間分解能は1μm程度と制限があり、1μm以下のレーザー集光スポットの強度分布には適用出来ませんでした。 また、ナイフエッジ法による測定法も古くから提案されてきましたが、2次元分布の測定やナイフエッジによるアーティファクトの問題があり、普及するには至っておりません。 レーザーフォーカルプロファイラ(LFP)は、金ナノ粒子をプローブとし、高NA(~1.4)で集光された、わずか200nm ~300nm領域の集光場の強度分布を、40nmの分解能で計測し、正確に表現します。


特長

  • オンリーワン
  • ハイレゾリューション (分解能 :40nm; プローブ粒子径)
  • 高NA対応 ( ~ 1.4)
  • コンパクトなセンサー (顕微鏡ステージに設置可能な高さ26mm)
  • 調整が必要ない(調整具合によるばらつきの影響がありません)
  • 正確な測定原理(全ての収差の影響ゼロ、極小化アーティファクト)
  • 3D 測定

評価対象の装置

  • レーザー顕微鏡
  • レーザー加工機
  • 光造形装置
  • 光メモリ
  • 光ピンセット
  • レーザー集光光学系
  • 各種 対物レンズ(液浸レンズ含む)

原理


近日公開予定

仕様


構成

  • オンリーワン
  • ハイレゾリューション (分解能 :40nm; プローブ粒子径)
  • 高NA対応 ( ~ 1.4)
  • コンパクトなセンサー (顕微鏡ステージに設置可能な高さ26mm)
  • 調整が必要ない(調整具合によるばらつきの影響がありません)
  • 正確な測定原理(全ての収差の影響ゼロ、極小化アーティファクト)
  • 3D 測定

LFPセンサ

LFPセンサ
LFPモデル LFP-UV-111100 LFP-VIS-166145 LFP-NIR-166145
波長範囲 200 nm ~ 400 nm 400 nm ~ 1100 nm 1000 nm ~ 1700 nm
プローブ粒子 金ナノ粒子 40nm 金ナノ粒子 40nm 金ナノ粒子 40nm
プローブ数
(ビーム照射領域Φ100μm内)
> 5 > 5 > 5
NALFP 1.11 1.66 1.66
NAcutoff 1.00 1.45 1.45
光検出器感度 (V/nW) TBD TBD TBD
アンプ応答周波数 (Hz) 160 160 160
アンプゲイン 100M 100M 100M
サイズ (mm) Φ30 H31 Φ30 H26 Φ30 H26
重量 (g) 55 50 50

スキャナ

スキャナ
スキャナモデル TBD XYZ TBD XY
駆動軸 x/y/z x/y
駆動方式 圧電素子 圧電素子
ストローク (μm) 120/120/60 120/120
共振周波数 (Hz)
50g 負荷時
155/155/155 155/155
位置決め精度 (nm) ±5/±5/±5 ±5/±5
位置センサ 静電容量センサ 静電容量センサ
開口 (mm) Φ30 Φ30
サイズ (mm) □100 H26 □100 H26
重量 (kg) 0.5 0.6

コントローラ

スキャナ
コントローラモデル TBD XY TBD XY TBD NA
スキャナ用出力ポート ドライブ x 3ch(SMB)
位置センサ x 3ch(TJM)
ドライブ x 2ch(SMB)
位置センサ x 2ch(TJM)
AO(16bit,-10V to 10V) x 1ch, (TJM)
パルス出力 x 1ch (TJM)
AO(16bit,0V to 10V) x 3ch(TJM)
パルス出力 x 3ch (NBC)
フィードバック制御方式 PI アナログ PI アナログ N.A.
センサ入力ポート 1ch (BNC) 1ch (BNC) 1ch (BNC)
入力ダイナミックレンジ 16bit 16bit 16bit
PC通信方式 USB USB USB
電源 AC100 ~ 120V /
AC200 ~ 240V 切替式
AC100 ~ 120V /
AC200 ~ 240V 切替式
AC100 ~ 120V /
AC200 ~ 240V 切替式
消費電力 100 VA 100 VA 50 VA
サイズ (mm) W236×D388×H140 W236×D388×H140 TBD
重量 (kg) 5.4 5.4 TBD

測定手順


近日公開予定

原著論文


Taisuke Ota
“Laser focal profiler based on forward scattering of a nanoparticle”
Opt. Commun. 411, 59-64 (2018)