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  美國(guó)DataRay公司是一家的生產(chǎn)光斑質(zhì)量分析儀、相機(jī)式光束分析儀的廠商，屬于業(yè)界中的一First-class brand，本文主要介紹WinCamD，BladeCam和TaperCam等三個(gè)系列的相機(jī)式光束分析儀的選型建議，主要是在參數(shù)上如有效傳感區(qū)，像素單元尺寸，像素類(lèi)型，可探測(cè)激光類(lèi)型以及波長(zhǎng)等等各種方面綜合分析對(duì)比，以求能在了解自己需求的情況下，能夠快速地找到一款合適的激光斷面分析儀。此外我們也介紹了他們共同的應(yīng)用和個(gè)別產(chǎn)品系列特殊的應(yīng)用。

    我們?cè)俳oDataray光斑分析儀分類(lèi)的時(shí)候，按照波長(zhǎng)分為常用波長(zhǎng)型號(hào)（波長(zhǎng)范圍350-1150nm），紫外波段的光斑截面分析儀-UV（波長(zhǎng)范圍190-1150nm），近紅外光斑版本的光斑輪廓分析儀（1460-1860nm），以及深紅外波段（2um-16um）的WinCamD‐FIR2‐16‐HR和WinCamD-IR-BB。
按照光斑有效傳感區(qū)域大小的話有一般的大小為5mm-11.3mm的普通型的相機(jī)式光束分析儀，大面積的相機(jī)式光束分析儀有TaperCamD20-15-UCD23傳感面積15*20mm和TaperCamD-LCM傳感面積為25*25mm。
后一種是像素單元小的光斑分析儀，僅3.2um大小，有效傳感面積為6.6*5.3mm的高分辨率小光斑分析儀，并且可以多光束同時(shí)分析，還可通過(guò)這臺(tái)儀器分析光柵的性能。其型號(hào)主要有BladeCam BC-XHR/HR。另外提供不同波長(zhǎng)的子型號(hào)。

以下是我們這次產(chǎn)品選型時(shí)所涉及到的產(chǎn)品系列
-DataRay紅外光斑分析儀WinCamD‐FIR2‐16‐HR
-用于多光束光斑的BladeCam相機(jī)式光束分析儀
-TaperCam大孔徑激光分析儀
-WinCamD‐LCM激光斷面分析儀，WinCamD‐UCD光束輪廓儀

    美國(guó)DataRay公司創(chuàng)立使命是推動(dòng)激光光束的分析技術(shù)進(jìn)步，DataRay擁有的軟件使用體驗(yàn)，DataRay軟件更新速度快，并且提供為客戶(hù)定制軟件功能，兼容Windows95，7，10以及XP系統(tǒng)。DataRay的光斑分析系列產(chǎn)品分COMS光束分析相機(jī)和CCD光束分析相機(jī)，通過(guò)軟件可以控制CCD/CMOS電子快門(mén), 進(jìn)行微米精度的線性掃描。同時(shí)軟件對(duì)于所有的光斑分析儀都是通用的，所以在功能上的差別基本沒(méi)有，功能上可以參見(jiàn)下方的DataRay公司CMOS光斑輪廓分析儀，CCD相機(jī)式光束分析儀產(chǎn)品常規(guī)應(yīng)用的列表，但他們?cè)谟布蠈?duì)于不同的型號(hào)有著較大的差別，例如：小能達(dá)到到3.2um像素單元尺寸，大可以達(dá)到25*25mm的有效傳感區(qū)域和190nm-16um波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以找到適合的光斑截面分析儀。所以本文的目標(biāo)就是總結(jié)相同的功能和參數(shù)，以及不同的參數(shù)和目標(biāo)應(yīng)用，方便您在如此全而多的產(chǎn)品系列中選出一款適合您的光斑界面分析儀。

DataRay公司CMOS光斑輪廓分析儀，CCD相機(jī)式光束分析儀產(chǎn)品常規(guī)應(yīng)用：
-連續(xù)，脈沖激光輪廓分析具體功能如下：
光斑直徑: 多種算法協(xié)助用戶(hù)地獲得激光光束直徑
適用的光束類(lèi)型： 高斯，平頂光斑輪廓和等效狹縫輪廓
橢圓程度： 主軸，短軸和平均直徑  軸的自動(dòng)定位
質(zhì)心位置： 相對(duì)和
強(qiáng)度加權(quán)質(zhì)心和幾何中心
  光束漂移顯示和統(tǒng)計(jì)
平滑濾波片 Triangular running filter up to 10% FWHM
-激光M2值測(cè)量
-激光發(fā)散角測(cè)量
-激光漂移測(cè)量以及監(jiān)控
-光學(xué)系統(tǒng)集成和設(shè)備準(zhǔn)直
-激光和激光系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)(Field servicing of lasers and laser‐based systems)

DataRay公司CMOS光斑輪廓分析儀，CCD相機(jī)式光束分析儀共同的特點(diǎn)
-端口供電，靈活的3米電纜，無(wú)需外部電源
-355至1150 nm，CMOS探測(cè)器，190 -1610 nm選項(xiàng)
-4 MB圖像緩沖區(qū)和板載微處理器
-25,000：1電子自動(dòng)快門(mén)，40 ms至1000 ms
-1000:1， SNR（30/60 dB光學(xué)/電氣）
-無(wú)窗口傳感器標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)邊緣；全局快門(mén)，光學(xué)/ TTL觸發(fā)器
-脈沖激光自動(dòng)觸發(fā)和同步
-具有片內(nèi)12/14/16位ADC的數(shù)字CCD / CMOS相機(jī)（取決于相機(jī)）
-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
-可現(xiàn)場(chǎng)更換的圖像傳感器
-HyperCal™ - 動(dòng)態(tài)噪聲和基線校正軟件；

WinCamD‐LCM激光斷面分析儀，WinCamD‐UCD光束輪廓儀特點(diǎn)：
-NEW WinCamD‐LCM 1” CMOS array with 5.5 μm2, 1, 2, & 4 MPixel Formats available
-同步快門(mén)= No Comet Tailing
-刷新率到達(dá)50Hz，使用USB 3.0(LCM series is USB 3.0 all others USB 2.0)
-新型可堆疊MagND濾波器(LCM series only)
-WinCamD‐LCM Compact 1.8 x 1.8 “ x 0.8” (20 mm)適用于小光束

用于連續(xù)激光的BladeCam相機(jī)式光束分析儀特點(diǎn)：
-3.2 / 1.3 MPixel，2048 x 1536或1280 x 1024像素，½“有效區(qū)域
-3.2 /5.2μm像素 M²選項(xiàng) - 光束傳播分析，發(fā)散，聚焦
-HyperCal™ - 動(dòng)態(tài)噪聲和基線校正軟件，符合ISO 11146標(biāo)準(zhǔn)，RoHS，WEE和CE認(rèn)證
-C-Mounted過(guò)濾器ND 1,2和4 帶攝像頭，0.5,1,2,3,4,5可選
-10位ADC

DataRay紅外光斑分析儀WinCamD‐FIR2‐16‐HR特點(diǎn)：
-17μm像素間距，640 x 480像素，10.9 mm x 8.2 mm
-2至16μm波長(zhǎng)范圍的微測(cè)輻射熱計(jì)
-12位ADC，4 MB圖像緩沖器和板載微處理器
-16 ms時(shí)間常數(shù)
-沒(méi)有斬波器測(cè)量脈沖或CW波束

DataRay公司TaperCam系列大面積相機(jī)光束分析儀，大孔徑激光分析儀特點(diǎn)：
-355至1150 nm，標(biāo)準(zhǔn)CMOS檢測(cè)器
-4.2Mpixel，2048 x 2048像素，25 x 25 mm有效區(qū)域
-12.5μm像素（有效）
-12位ADC，板載微處理器，25,000：1電子自動(dòng)快門(mén)，79μs至2 s ；2,500：1 SNR
-隔離脈沖觸發(fā)和并行捕獲
-大面積TaperCamD選項(xiàng)為20 x 15 mm大25*25mm

WinCamD系列光斑分析儀產(chǎn)品主要規(guī)格型號(hào)
WinCamD ‐LCM4  ‐LCM2 ‐LCM1 ‐UCD12  ‐UCD15 ‐UCD23
像素?cái)?shù)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
單脈沖捕獲PRR 18 Hz  18 Hz 18 Hz 20 kHz 20 kHz 20 kHz

用于多光束激光的BladeCam相機(jī)式光束分析儀主要規(guī)格型號(hào)
BladeCamTM BC-XHR/HR-UV BC-XHR/HR BC-XHR/HR -1310 BC-HR-TEL
Pixel Count &  3.2/ 1.3 M P
H x V: 2048 x 1536
有效傳感區(qū) (mm): 6.5 x 4.9
像素尺寸(μm): 3.22 / x 5.22 
小光斑  32 / 52 μm 
光譜范圍 190-1100 nm
Shutter type: Rolling Rolling Rolling Rolling
Max Frame rate: > 10 Hz
每個(gè)脈沖大PRR: NA 
單脈沖捕獲PRR: NA NA NA NA
RMS Noise: 1,000:1 (30/60 dB) 
電子快門(mén) 162 μs to 1s 
動(dòng)態(tài)范圍 38 dB 
ADC: 10 bit 
接口 USB 2.0
 
TaperCam系列大光斑輪廓分析儀的參數(shù)規(guī)格
Camera  TaperCamD20-15-UCD23 TaperCamD-LCM
有效傳感區(qū) (mm): 20*15  25 x 25 mm
傳感器類(lèi)型 2/3”CCD CMOS
分辨率 1360*1024 
像素?cái)?shù)量 1.4 M Pixel 4.2 MPixel
像素單元大小 (mm): 15*15 12.5 μm (effective
波長(zhǎng)范圍 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
快門(mén)類(lèi)型 Global Global
單脈沖捕獲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
電子快門(mén)動(dòng)態(tài)范圍 44 
ADC:  14-bit 12-bit
所屬相機(jī)類(lèi)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系列都可用于探測(cè)激光是連續(xù)的或者脈沖的激光各項(xiàng)參數(shù)。LCM的單脈沖highest捕獲的激光重復(fù)頻率PRR是18Hz，而UCD系列單脈沖highest捕獲的激光重復(fù)頻率PRR則高達(dá)20KHz。
LCMxx中xx表示產(chǎn)品的像素大小。舉例：LCM4則是400萬(wàn)像素大小的CMOS芯片的激光斷面分析儀; UCDxx中xx表示產(chǎn)品的CCD芯片的尺寸大小。舉例：UCD12則是CCD大小為1/2英寸的光束輪廓分析儀; 特別強(qiáng)調(diào)的是：‐UCD15的CCD大小為1/1.8英寸。-LCM的有效傳感區(qū)的大小一般都是11.3*11.3的比LCM的大許多但，這兩個(gè)產(chǎn)品的像素單元大小從4.4um到6.45um不等。值得注意的是‐LCM1的像素單元大小時(shí)11*11的，故而可測(cè)光斑的小的光斑僅有110um。通常定義可檢測(cè)的小光斑大小是像素單元的面積*10來(lái)定義，也有廠家按*12來(lái)定義它的大小，可測(cè)大光斑的大小的光束束腰半徑等于有效傳感區(qū)*55%。這樣的定義只具有一般的參考價(jià)值。
由于WinCamD光束質(zhì)量分析儀為了方便各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)了多種型號(hào)，這里介紹一下大概的型號(hào)命名規(guī)則：
型號(hào)中個(gè)名字一般是BladeCam， WinCamD 和TaperCamD20‐15 主要的特點(diǎn)是:BladeCam像素單元為方形邊長(zhǎng)為3.2um，適合于測(cè)量多光束和光纖激光器，光柵性能分析。WinCamD則是一款窗口式的光常規(guī)的光斑分析儀。TaperCamD-LCM則是一款擁有25*25mm大小的傳感器是CMOS的光束分析儀。-LCMxx中LCM說(shuō)明是CMOS類(lèi)型的傳感器，-UCDxx主要是表示產(chǎn)品是CCD類(lèi)型傳感器的光束分析儀；其中xx如LCM4中的4則是說(shuō)明它是一款400萬(wàn)像素大小的CMOS芯片光斑分析儀; UCD系列的產(chǎn)品尾綴xx則是描述CCD芯片實(shí)際的尺寸大??；舉例：UCD23表明CCD大小為2/3英寸的光斑截面分析儀。
Part Number =  Camera type   + CCD/CMOS chip
 BladeCam ‐HR/‐XHR
 WinCamD ‐LCM4/‐LCM2/‐LCM1
  ‐UCD12/‐UCD15/ ‐UCD23/‐UHR/‐XHR
 TaperCamD20‐15 UCD23

后面也有說(shuō)明其適用的波長(zhǎng)范圍大小的標(biāo)注，具體如下：
標(biāo)準(zhǔn): ~350 to 1150 nm
_1310：~350 to 1330 nm. 提供1290納米長(zhǎng)通濾波器和光保護(hù)窗
_NIR：~1480 to 1680 nm. 近紅外到可見(jiàn)轉(zhuǎn)換熒光粉（鉺響應(yīng)）（-TEL所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)相同）
_FIR-HR： ~2 to 16 um
_UV：190-1150nm

下列是美國(guó)DataRay光斑分析儀的產(chǎn)品型號(hào)以及其對(duì)應(yīng)ID的對(duì)應(yīng)表：
產(chǎn)品型號(hào)         產(chǎn)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