激(jī)光(guāng)功率(shuài)計是用於精確測量激光(guāng)輸(shū)出(chū)功率,能量(liáng)及功率密度(dù)的核心(xīn)光電(diàn)檢(jiǎn)測儀器(qì),廣(guǎng)泛應用(yòng)於激光器研(yán)發,生產(chǎn)檢測(cè),科研實(shí)驗(yàn),工業加(jiā)工,醫(yī)療(liáo)設備及光通信等領(lǐng)域,可實現(xiàn)從(cóng)微瓦(wǎ)級到(dào)千(qiān)瓦(wǎ)甚至萬瓦(wǎ)級不同功(gōng)率(shuài)等級(jí)激(jī)光(guāng)的定(dìng)量測(cè)量,是保(bǎo)證(zhèng)激(jī)光(guāng)係統(tǒng)穩定,安全(quán)與性(xìng)能(néng)達(dá)標重要的標(biāo)準設備。其(qí)工作原(yuán)理(lǐ)主要基(jī)於(yú)光(guāng)熱轉(zhuǎn)換,光電(diàn)轉(zhuǎn)換(huàn)或(huò)光(guāng)熱效(xiào)應(yīng)與(yǔ)熱電(diàn)探測(cè)相(xiāng)結(jié)合,不同類(lèi)型探(tàn)頭對(duì)應不(bù)同測(cè)量場(cháng)景與功率(shuài)範圍(wéi),整體由(yóu)探測(cè)探(tàn)頭,信(xìn)號處(chǔ)理(lǐ)單元,顯示(shì)與(yǔ)數據(jù)輸出(chū)模塊(kuài)三(sān)部分構成。
常用(yòng)的熱電(diàn)式激光(guāng)功(gōng)率計核(hé)心(xīn)工(gōng)作(zuò)原(yuán)理為(wéi)光(guāng)熱轉換(huàn)與塞(sāi)貝克(kè)效(xiào)應。激(jī)光照射到探頭(tóu)表麵(miàn)的(dí)高吸收率(shuài)塗(tú)層時,光子能量(liáng)被吸收並(bìng)轉化為(wéi)熱能(néng),使探頭溫(wēn)度升高(gāo);探(tàn)頭內部(bù)由(yóu)多個熱電(diàn)偶串(chuàn)聯組(zǔ)成(chéng)熱電堆,受熱(rè)端(duān)與(yǔ)參(cān)考端形成穩(wěn)定溫差,根據(jù)塞貝克(kè)效(xiào)應(yīng)產生與入射(shè)光(guāng)功(gōng)率(shuài)成正(zhèng)比(bǐ)的微弱(ruò)電壓信號。該(gāi)信號(hào)經高精(jīng)度放大,濾波(bō),綫性化與溫(wēn)度補償後,由控製(zhì)係(xì)統換(huàn)算為實(shí)時(shí)激光功(gōng)率值並(bìng)顯示(shì)。熱(rè)電(diàn)式探(tàn)頭具有波段覆(fù)蓋寬(kuān),損傷閾(yù)值高,響應平(píng)坦(tǎn),對(duì)光斑(bān)大小與位(wèi)置不敏感(gǎn)等(děng)優勢,適(shì)用於從(cóng)低功率(shuài)到高功(gōng)率(shuài)連續(xù)激光(guāng)測(cè)量(liáng),是(shì)工(gōng)業與(yǔ)實驗(yàn)室最(zuì)主流(liú)的結構(gòu)形式。
光電(diàn)二(èr)極(jí)管(guǎn)型激(jī)光功率(shuài)計(jì)則基於(yú)半(bàn)導體光電(diàn)效(xiào)應(yīng),入(rù)射(shè)光(guāng)子(zǐ)激(jī)發(fā)價(jià)帶電(diàn)子(zǐ)躍遷形成光生載(zǎi)流子,在內部(bù)電(diàn)場作用下(xià)產(chǎn)生光(guāng)電流,電流大小與(yǔ)入射(shè)光功(gōng)率呈(chéng)良(liáng)好綫性(xìng)關係。其特(tè)點是響應速度(dù)快(kuài),靈敏(mǐn)度高,可實現納瓦(wǎ)至毫瓦級微弱光檢(jiǎn)測,適(shì)合(hé)連(lián)續激(jī)光(guāng)與脈衝激(jī)光(guāng)的快速測量(liáng),但受(shòu)飽和(hé)功率限製(zhì),多用於低功(gōng)率場景(jǐng),如光(guāng)纖通(tōng)信(xìn),小型(xíng)激光器(qì),指(zhǐ)示光源檢測。
對(duì)於高功(gōng)率及(jí)超(chāo)高功(gōng)率(shuài)激光,通常采用(yòng)水冷(lěng)型(xíng)熱(rè)電探頭或衰(shuāi)減(jiǎn)式(shì)測(cè)量(liáng)結(jié)構,通(tōng)過強(qiáng)化散熱,高(gāo)損傷(shāng)閾(yù)值塗(tú)層與(yǔ)隔熱(rè)結(jié)構,避免探頭過熱或燒毀(huǐ),保證大(dà)功率加工用激光(guāng)的長期(qī)穩定測量(liáng)。部(bù)分高端(duān)激光功率(shuài)計(jì)還(huán)集成實(shí)時能(néng)量監測,峰(fēng)值(zhí)功(gōng)率計(jì)算(suàn),功率穩定(dìng)性分析(xī),數據記(jì)錄與遠(yuǎn)程(chéng)通(tōng)訊功(gōng)能(néng),可適配(pèi)自(zì)動化測試(shì)係統與(yǔ)質(zhì)量(liáng)管(guǎn)控(kòng)流程(chéng)。
在實際(jì)測(cè)量中,激(jī)光(guāng)功(gōng)率(shuài)計通過精確(què)標定(dìng)的標準曲(qū)綫實(shí)現(xiàn)量值溯源(yuán),確(què)保測(cè)量精度與重復性。不(bù)同探頭(tóu)針(zhēn)對波長,功(gōng)率範(fàn)圍,光斑尺寸(cùn)進行優化設計,以滿足紫外,可見,近紅外,中紅外等不同(tóng)波(bō)段激光的(dí)檢測(cè)需(xū)求。
總體(tǐ)而言,激(jī)光功率計依靠光(guāng)‑熱‑電轉換(huàn)或光(guāng)‑電直接轉換實現激光功(gōng)率的精準量化(huà),具(jù)有響應穩定(dìng),綫(xiàn)性度(dù)好(hǎo),使用(yòng)便捷,適(shì)配(pèi)範(fàn)圍(wéi)廣等特(tè)點(diǎn),是激(jī)光(guāng)研發,生產質(zhì)控,設備維護與安(ān)全監測的基礎(chǔ)測量設備(bèi),對保證激(jī)光(guāng)係統可(kě)靠性與(yǔ)加工質量(liáng)具有(yǒu)關鍵作(zuò)用(yòng)。