■ 100mm焦点レンズの照射口のスポット径
100mm焦点レンズを装着した状態で、木板にレーザーを照射し、その焦げ具合からレーザースポット径を調べました。
レーザー照射口の位置でのスポット痕と、焦点が合っている場合のスポット痕の両方を確認しました。
スポット痕
レーザー照射口の位置でのスポット痕と、焦点が合っている場合のスポット痕の両方を確認しました。
スポット痕
試験方法
① 100mm レンズを装着し、照射口を取り外した状態にする。
② 木板の表面に焦点が合うようにする。
③ レーザー照射時間を変え、木板の焦げ跡を確認する。
照射時間は以下の14種類の条件とする。
・15 [ms]
・20 [ms]
・25 [ms]
・30 [ms]
・35 [ms]
・40 [ms]
・50 [ms]
・60 [ms]
・80 [ms]
・100 [ms]
・150 [ms]
・200 [ms]
・500 [ms]
・1000 [ms]
④ レーザー照射口の位置に木板の表面がくるようにする。
⑤ 上記③と同様の照射時間で木板の焦げ跡を確認する。
② 木板の表面に焦点が合うようにする。
③ レーザー照射時間を変え、木板の焦げ跡を確認する。
照射時間は以下の14種類の条件とする。
・15 [ms]
・20 [ms]
・25 [ms]
・30 [ms]
・35 [ms]
・40 [ms]
・50 [ms]
・60 [ms]
・80 [ms]
・100 [ms]
・150 [ms]
・200 [ms]
・500 [ms]
・1000 [ms]
④ レーザー照射口の位置に木板の表面がくるようにする。
⑤ 上記③と同様の照射時間で木板の焦げ跡を確認する。
結果
木板表面に焦点が合っている場合
照射光の位置に木板表面がある場合
比較
木板の焦げ跡には、実際にレーザー光が当たったレーザースポットと、その周囲に出来る延焼の焦げで構成されいる。
焦点が合っている場合は、レーザースポットと延焼を明確に切り分けられる。照射時間が～50ms程度の場合、レーザー照射時間が短いため、周囲が燃え上がるほどの延焼は発生せず、穴があいている所(レーザースポット)とその周辺の延焼が目視で判断可能である。
例) 焦点が合っている場合：照射時間 50[ms]
しかし照射口の位置に木板表面がある場合、(焦点が合っていないため)穴が開かず、レーサースポットと延焼の見分けつかない(区別がない)。 焦点が合っている場合と比較して、集光されていないため、単位面積あたりの熱量は小さくなることから、より延焼は減ると考えられる。
そのため、照射口の位置に木板表面がある場合は、その焦げ跡全体がレーザー光の断面であると見なしてよいと考えられる。
例) 照射口に木板表面がある場合：照射時間 50[ms]
照射口の位置に木板表面がある場合の焦げ跡は4.5mm程度である。
そしてレーザー照射口の直径はφ3である。レーザーに対して直径比較で2/3しか開口していないことになる。
このため、照射口を取り付けた場合、レーザーパワーのロスが発生すると考えられる。
焦点が合っている場合は、レーザースポットと延焼を明確に切り分けられる。照射時間が～50ms程度の場合、レーザー照射時間が短いため、周囲が燃え上がるほどの延焼は発生せず、穴があいている所(レーザースポット)とその周辺の延焼が目視で判断可能である。
例) 焦点が合っている場合：照射時間 50[ms]
しかし照射口の位置に木板表面がある場合、(焦点が合っていないため)穴が開かず、レーサースポットと延焼の見分けつかない(区別がない)。 焦点が合っている場合と比較して、集光されていないため、単位面積あたりの熱量は小さくなることから、より延焼は減ると考えられる。
そのため、照射口の位置に木板表面がある場合は、その焦げ跡全体がレーザー光の断面であると見なしてよいと考えられる。
例) 照射口に木板表面がある場合：照射時間 50[ms]
照射口の位置に木板表面がある場合の焦げ跡は4.5mm程度である。
そしてレーザー照射口の直径はφ3である。レーザーに対して直径比較で2/3しか開口していないことになる。
このため、照射口を取り付けた場合、レーザーパワーのロスが発生すると考えられる。
