卓上透過率測定器の製作について

卓上透過率測定器ということで、
一定出力（W）の波長1070nmのレーザー光に対して
樹脂板（2mm厚程:材質や厚みにより透過率は変わる）の透過率を測定できる機器の
設計をして製作したいのです。

透過率が何%とデジタル表示が出るものにしたいのですが、
基本的にはレーザーとPDとデジタルメーターを用意して、
3Dプリンタなどで設計したレーザーホルダーやPDホルダーの中に配置して並べるだけだと思っているのですが、
考えに抜けている点、こういう設計にした方が良いということがあればアドバイス頂けますでしょうか？
電源を入れればレーザー光がPDに向かって照射され透過率がメーターに表示され、
電源をOFFにすればレーザー光やPD,メーターが切れるようにもしたいです。


・検討内容詳細
半導体レーザー(1070nm)　が市販されているもので存在するか
ファイバーレーザー（1070nm）しか使えないか
（ファイバーレーザーを使うと卓上使用では装置が大きくなってしまうので半導体レーザーと検討しました）
レーザーパワー(W）相談
レーザーを、ある高さから底面（地面向き）に打つ位置関係

レーザー照射距離＝50mm程度
受光素子(Photodetecter)（1070nm）
受光素子と入射光強度のセンサの値から計算しデジタルメーターに透過率が０％、25％などと言うように表示したい
電源スイッチ（電源を入れればレーザー光がPDに向かって照射され透過率がメーターに表示され、電源をOFFにすればレーザー光やPD,メーターが切れるように）

次の内容は下調べのときに一般の方に頂いた意見ですが、
これらの内容のことを踏まえる必要があるか否かもお聞きしたいです。

1.透過光を測定するには、透過光強度だけでなく、入射光強度の測定と反射光強度の測定もしておく必要がある。どんなものでも表面反射がある。反射光がレーザーに戻るとレーザー発振が不安定になることがあるのでそれをさけるためにレーザー光すぐ直下に光アイソレータを配置する。アイソレータで蹴り出された反射光を測定に使える。
樹脂板の物によっては散乱でビームが広がる可能性もある。NDフィルターは用意しておくべき。

2.樹脂板を抜けたレーザー光は少し拡散している、広めの面積の面受けのPDデジタルメーターでPDの受光出力を測定しても透過率は%で表示出ないので、どうノルマライズ（ノーマライズ）するか？

3.透過率0%で樹脂板で完全にレーザーが吸収されて透過光がなくても、PDには暗電流が流れ出力が0にならないのではないか？つまり透過率0％なのに透過率1%と表示されてしまうのではないか？

4.光アイソレータは必要か、反射光によるレーザー損傷、不安定化、干渉からくるノイズなどを防ぐために重要と聞いたことがありますが、レーザー光の光学経路上に光アイソレータを置く必要はありますでしょうか？

No.1 回答者： himagene 回答日時： 2024/07/21 21:31

光学測定の簡単な実験をやった事は無いのですか。

透過率系も吸光光度計も似たようなものですから下記を参考にしてください。細かな注意が書いてあります。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kakyoshi/70 …
波長はなぜ1070nmなのでしょうか。その波長のレーザーというかコヒーレント光源はないでしょう。1060nmか1050nmならレーザーはありますが。
光源に干渉性は必要ですか？不要であれば1050nm以下ではLEDがありますが、回折格子か干渉フィルターが必要になります。
デジタル表示にこだわっているようですが本質ではありません。精度はどのくらい必要ですか、安いパーツを集めても50万円位用意してください（PC抜きで）。まさか商売にするつもりでは無いですよね。質問内容からするとそれは無謀というものです。