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激光功率計(jì)的探頭原理是怎樣的呢?及選購指南

時(shí)間:2020-04-13    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

激光功率計(jì)的探頭原理是怎樣的呢?

    激功率計(jì)、能量計(jì)測(cè)試設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。其產(chǎn)品種類齊全;測(cè)試準(zhǔn)確、使用方便,被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)和醫(yī)療等各領(lǐng)域。

 


    光電探頭


    光電二極管原理:光電二極管的核心部分是個(gè)PN 結(jié),當(dāng)在PN 結(jié)加上適當(dāng)反向電壓時(shí),由于缺乏載流子, PN 結(jié)內(nèi)無電流通過。當(dāng)光子照射在PN 結(jié)上時(shí),電子或空穴擺脫束縛,在PN 結(jié)內(nèi)形成光生載流子,光生載流子在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生漂移而形成電流,電流的大小和入射光的能量成比例。


    熱電堆探頭


    熱電堆原理:熱電堆功率計(jì)就是利用當(dāng)激光被探頭表面的膜層吸收掉轉(zhuǎn)化成熱量,熱量向熱電偶傳遞并形成溫度梯度場(chǎng),熱電堆探頭內(nèi)外兩個(gè)節(jié)點(diǎn)由于溫度差產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的大小與入射光轉(zhuǎn)化的熱量成比例。


    熱釋電探頭


    熱釋電原理:當(dāng)某些晶體受熱時(shí),晶體就會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,使晶體兩端產(chǎn)生極化電荷,在晶體的兩端鍍上金屬層,構(gòu)成了一個(gè)電容器。則在溫度梯度作用下,極化的電荷集結(jié)在電容器的兩端,產(chǎn)生電壓信號(hào)。電壓信號(hào)與探測(cè)器膜層吸收光轉(zhuǎn)化的熱量形成的溫度梯度成正比。熱釋電探頭不適合探測(cè)連續(xù)或長(zhǎng)脈寬的激光,因?yàn)殡娙萜鞯拇鎯?chǔ)的電荷容易飽和。


    BeamTrack


    BeamTrack 原理:BeamTrack 可以探測(cè)功率、能量中心的位置、光斑大小。BeamTrack 將由熱電偶串連起來的熱電堆再引出三個(gè)電極,從而可以分別得到四個(gè)象限的電壓值,根據(jù)四個(gè)象限的電壓信號(hào),可以計(jì)算到能量中心在四個(gè)象限的位置。


    校準(zhǔn)能力


    對(duì)于激光量測(cè)產(chǎn)品來講,校準(zhǔn)是較為重要。為了保證您激光測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn);從膜層吸收曲線上,我們可以了解到只校準(zhǔn)一個(gè)波長(zhǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的??梢孕?zhǔn)客戶要求的波長(zhǎng)或在要求波長(zhǎng)附近給予高精度的校準(zhǔn)。


    更進(jìn)一步同時(shí)使用NIST 和PTB 可追溯的波長(zhǎng)去核對(duì)校準(zhǔn)曲線,必要時(shí)予以校正。除了校準(zhǔn)波長(zhǎng)這個(gè)因素外,同時(shí)還有許多有待校準(zhǔn)的錯(cuò)誤源。比如探頭表面不同位置處的非線性的變化、脈沖頻率對(duì)熱釋電探頭的影響等。我們?cè)谛?zhǔn)的同時(shí),考慮了所有的可能引起校準(zhǔn)精度的因素。


    功率測(cè)量原理


    激光探頭是一個(gè)涂有熱電材料的吸收體,熱電材料吸收大部分的光能量并轉(zhuǎn)化成熱量,只有少部分反射。吸收與反射比例與材料的光譜響應(yīng)曲線有關(guān),吸收體的儲(chǔ)熱體和它的厚度決定了熱量傳輸?shù)教筋^的速度和反應(yīng)時(shí)間。探頭溫度變化,能夠產(chǎn)生電流,電流通過薄片環(huán)形電阻轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)傳輸出來。


    激光入射,測(cè)得的電壓隨時(shí)間快遞上升,然后在緩慢衰減,一段時(shí)間后恢復(fù)到零。這就是測(cè)量的熱現(xiàn)象,上升和衰減時(shí)間不受負(fù)載電阻影響。


    最大電壓與初使電壓的差值就是測(cè)量電壓,測(cè)量精度得到NIST校準(zhǔn)授權(quán)。只要最大能量不超負(fù)荷,測(cè)量精度可以得到保證。

 


    功率計(jì)的標(biāo)定


    功率計(jì)標(biāo)定的目的,是校準(zhǔn)自身測(cè)量精度,保證測(cè)量數(shù)值在功率計(jì)使用報(bào)告的誤差范圍內(nèi),從而保證功率計(jì)正常的使用精度。


    功率計(jì)標(biāo)定采用第三方功率計(jì)來測(cè)量,根據(jù)出廠標(biāo)定報(bào)告,采用不同的功率,在不損壞功率計(jì)的前提下,檢驗(yàn)功率計(jì)實(shí)際標(biāo)定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

標(biāo)簽: 激光功率計(jì)
激光功率計(jì) 激光功率計(jì)的探頭原理是怎樣的呢?_激光功率計(jì)

激光功率計(jì)的選擇

    選擇適合的激功率計(jì)是激光從業(yè)人員都會(huì)碰到的一個(gè)基本問題,激光功率計(jì)的選擇主要需要考慮如下幾個(gè)參數(shù):激光波長(zhǎng)、功率、光束直徑,選擇具體型號(hào)時(shí)還要考慮損傷閾值留有一定的余量。

 

激光.jpg


    激光功率計(jì)可測(cè)功率范圍覆蓋pW級(jí)到25KW,激光能量計(jì)可測(cè)能量范圍240fJ~150J;有效孔徑3mm ? ~ 95mm ?;最大允許重復(fù)頻率6KHz;最大允許脈寬5ms。


    激光功率計(jì)的選購看性能特點(diǎn)


    1.在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)(0.19-11μm)光譜響應(yīng)平坦,故其功率/能量響應(yīng)率不隨波長(zhǎng)而變,對(duì)任何激光器的測(cè)量均可免除波長(zhǎng)較正的麻煩;


    2.吸收表面可耐受強(qiáng)功率密度(100MW/cm2 ,@10nS脈沖),可直接測(cè)量強(qiáng)光,避免了使用衰減器的麻煩及附加誤差;


    3.高靈敏度,分辨率可達(dá)1μW/1μJ;


    4.響應(yīng)速度快;


    5.熱穩(wěn)定性好。


    雖然功率計(jì)和能量計(jì)是分別提供的,但隨著能夠適用大量不同類型的光學(xué)傳感器的通用型儀表盤或顯示裝置的發(fā)展,它們也被合起來稱作單獨(dú)的一類儀器——功率和能量計(jì),或PEM。


    儀器所采用的光學(xué)傳感器的類型,決定了其能測(cè)量光功率還是光能量,通常單位分別瓦特(W)或焦耳(J)。具體來講,功率計(jì)能夠測(cè)量連續(xù)波(CW)或者重復(fù)脈沖光源,其所使用的傳感器通常是熱電堆或光電二極管。


    能量計(jì)則通常用于測(cè)量脈沖激光,即單脈沖或者重復(fù)脈沖光源,其所使用的傳感器包括熱釋電、熱電堆,或者帶有專門為測(cè)量脈沖光源而設(shè)計(jì)的電路的光電二極管。


    激光功率和能量計(jì)主要用來測(cè)量光源的輸出。無論光發(fā)射是來源于弱光源(如熒光),還是來源于高能量的脈沖激光器,功率和能量計(jì)都是實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)部門或是工作現(xiàn)場(chǎng)等多種應(yīng)用環(huán)境中必不可少的工具。

標(biāo)簽: 激光功率計(jì)
激光功率計(jì)標(biāo)簽: 激光功率計(jì)的選擇_激光功率計(jì)組合標(biāo)題:

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