レーザースキャン：その用途と動作原理とは？

とはレーザースキャン? 商品のバーコードを読み取る、レーザー ショーを投影する、車体を溶接するなど、レーザー スキャンは単にレーザー ビームを表面上で移動させるだけです。概念は単純ですが、レーザー スキャンに使用される実際のテクノロジーは非常に複雑です。私たちは、日常的にレーザー スキャンを目にしています。このテクノロジーは、店舗で買い物をするときにレーザー ビームを商品のバーコードに通すために使用されますが、レーザー スキャンは、それ以外にもさまざまな用途に使用されます。

レーザースキャンの基本原理
I. レーザー発生の原理
レーザースキャンシステムでは、レーザーはまず高強度の単色ビームを生成します。このビームは、半導体、ガス、結晶などのレーザー内の活性媒体を励起して反転分布を引き起こし、その後誘導放射を発生させることによって生成されます。
光共振器の反射器は、ビームを媒体内で前後に反射させるのに使用され、活性化された媒体内の光子の数を増加させます。システムが閾値に達すると、連続レーザービームを生成できます。
II. レーザービームの方向と制御
生成されたレーザー ビームは、特定の物体または環境に向ける必要があります。レーザー スキャン システムでは、通常、これを実現するために多角形回転ミラーや振動ミラーなどのスキャン ミラーが使用されます。
これらのスキャンミラーは、レーザービームの方向を素早く偏向させ、事前に設定された軌道に従ってターゲット領域全体をカバーすることができます。スキャンミラーの動きを正確に制御することで、レーザーはグリッド内のオブジェクトをスキャンし、その後のデータ収集を行うことができます。
III. レーザーがフィードバック情報を収集する方法
レーザービームがスキャン対象物に当たると、対象物の表面特性に応じてビームは反射、屈折、または散乱します。
反射光の一部は検出器によって捕捉されます。検出器は通常、フォトダイオードまたは電荷結合素子 (CCD) センサーです。検出器は収集された光信号を電気信号に変換し、さらにデジタル情報に処理されます。これらのデータを分析することで、物体の 3 次元構造やその他の必要なパラメータを構築できます。

用途:
I. データの取得とイメージング
1. プロセス
レーザーは、物体のサイズ、形状、空間位置、空間方向、色、色の変化、表面の質感、化学組成など、物体の物理的特性を決定するために使用されます。これを実現するために、レーザー光線が物体の表面または物体の内部をスキャンします。次に、投影されたレーザー パターンが画像化され、または戻ってきた光が検出され (反射、散乱、または蛍光による)、分析されて必要な情報が得られます。
2. 一般的な用途

• バーコード、QR コード、データマトリックス コードなどを読み取ります。
• コンベアベルトを通過する製品の物理的寸法を測定し、仕様を満たさない製品を識別します。
• 移動中の車両の周囲をレーザー ビームでスキャンすると、LIDAR の機能が実行されます。
• コンベアベルト上を流れる食品（エビやナッツなど）を画像化し、サイズ別に等級分けしたり、規格外の製品を識別したりします。
• 歯や建物の内部などの実際の物体をスキャンして正確なコンピュータモデルを作成する
• 共焦点顕微鏡では、レーザービームを顕微鏡を通してサンプルに投影し、サンプル全体をスキャンして画像を作成します。
• 医療用画像診断のための光干渉断層撮影（OCT）
• 半導体ウェハ検査

II. データの書き込みと表示
1. プロセス
レーザーは、情報を表示したり、パターンや画像を生成するために使用されます。これを実現するには、レーザー光線を物体の上または内部で移動させ、その強度を調整します。
2. 一般的な用途

• レーザープリンターの回転感光ドラムのスキャン
• レーザープレゼンテーションライトとサイン
• 建設および測量用レーザーアライメント機器

III. 材料加工
1. プロセス
レーザーは、物質を物理的に変形（切断、溶接、除去、溶解など）したり、物質に空間的にさまざまな影響を与えたり（焼きなまし、変色、加熱など）するために使用されます。これは、強度を調整しながら、レーザー光線を物体の上または内部に移動させることによって実現されます。
2. 一般的な用途

• レーザーマーキング
• レーザー溶接
• レーザー切断
• レーザー彫刻
• レーザー熱処理
• レーザークラッディング

上記に挙げた用途 (レーザー スキャン アプリケーションのごく一部) には、さまざまな技術要件があります。これには、スキャン速度、カバーする必要がある領域または体積のサイズ、使用するレーザー出力、スキャナーのコスト、サイズ、信頼性、寿命などのパラメータが含まれます。

JTBYシールド研究開発担当者は、これらのアプリケーションのさまざまなニーズを満たすために、さまざまなレーザー スキャン モジュールを開発しました。レーザー モジュールは、レーザー スキャン システムのコア コンポーネントであり、スキャン タスクを実行するために正確なレーザー ビームを生成する役割を果たします。

種類と特徴
1. 半導体レーザーモジュール
低コスト、低～中電力のアプリケーションでよく使用されます。
小型軽量、高エネルギー効率、低メンテナンスコスト。
2. ファイバーレーザーモジュール
高出力と高精度が求められる産業用アプリケーションに適しています。
メンテナンスの必要性が少なく、高品質のレーザービームを提供できます。
3. ガスレーザーモジュール
精密測定や長距離スキャンによく使用されます。
安定性と精度の高いレーザービームを生成しますが、サイズが大きく、コストが高くなります。

当社は、レーザーダイオード、レーザーモジュール、赤外線レーザー、ファイバーレーザー、レーザー彫刻/切断機などのレーザー機器部品の製造を専門としています。当社にはプロのR＆Dチームがあり、OEMとODMを受け入れており、お客様のニーズに応じてあらゆる種類のレーザーを設計および製造できます。ご興味がございましたら、詳細についてお気軽にお問い合わせください。

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