歡迎訪問【深圳市百世精工科技有限公司】官網(wǎng)！我們主營進口傳感器及儀器設(shè)備，如高精度慣性傳感器、力矩傳感器、扭矩傳感器、位置位移傳感器、光學測量儀器等。

全國服務(wù)熱線：

0755-22322016

4新聞動態(tài)

您的位置:首頁 -> 新聞動態(tài) -> Gigahertz-Optik：激光功率測量

Gigahertz-Optik：激光功率測量

文章出處：新聞動態(tài) 責任編輯：百世精工科技發(fā)表時間：2023-09-14 09:25:10

激光功率測量

如今，激光器廣泛應(yīng)用于許多不同的應(yīng)用。光通信、激光打印、材料加工、距離測量 (LiDAR)、醫(yī)學和質(zhì)譜等等。

激光功率測量

對于許多此類應(yīng)用，必須測量所用激光器的功率（峰值功率、平均功率、脈沖形狀）或能量以及穩(wěn)定性，以便根據(jù)人工光輻射指令等安全標準來控制安全等2006/25/EC 或根據(jù) EN 60825-1 分類的激光分類。對于此類測量，可以使用基于光電二極管的傳感器和電子讀出設(shè)備（光度計）的組合。

光電二極管將傳入的激光輻射轉(zhuǎn)換為電流，并由驗光計讀出。借助輻射校準（例如，通過 ISO 17025 認可的 Gigahertz-Optik 校準實驗室），驗光計將顯示所需波長下的最終光功率（以 W 為單位）。

這種完善的測量概念適用于CW 源和脈沖源。對于脈沖源，通常測量平均功率。因此，積分時間和脈沖頻率必須匹配。

有時還需要脈沖形狀，請參閱應(yīng)用程序 022，涵蓋激光脈沖形狀測量或用于激光功率和激光波形測量的雙探測器球體。驗光計還可以考慮測量時間，并隨時間積分激光功率，直接顯示最終的能量/激光劑量（以 J 為單位）。

可測量的最小和最大功率由所使用的檢測器和驗光計的組合決定。由于我們的多增益范圍跨阻放大器，我們的產(chǎn)品通常覆蓋從幾 nW 到 kW 的非常大的功率范圍

脈沖能量測量/劑量測量

借助驗光計經(jīng)典激光功率計 P-9710及其后繼產(chǎn)品現(xiàn)代觸摸屏激光功率計 P-21，Gigahertz-Optik 還提供了精確的驗光計來測量傳入的脈沖能量。該測量使用所謂的脈沖展寬法的原理。

來自光電二極管的任何輸入信號都會在時間上被拉伸，以適應(yīng)驗光計內(nèi)置跨阻放大器的上升時間。

在此拉伸過程中，能量保持恒定（區(qū)域 A1 = A2），但區(qū)域 A2 可以進行更高的采樣，從而與區(qū)域 A1 相比，可以實現(xiàn)更精確的測量。最終結(jié)果顯示測量過程中探測器上的激光能量（以 J 為單位）。這提供了精確測量脈沖鏈的脈沖能量以及低至納秒范圍的單個脈沖的能力。對于單脈沖，提供了觸發(fā)可能性。

探測器設(shè)置

對于激光功率測量應(yīng)用，廣泛使用兩種不同類型的探測器。

光電二極管，無需其他配件：

此設(shè)置是最基本的設(shè)置。它由金屬外殼內(nèi)的有線光電二極管組成，連接到驗光計。由于光電二極管的高線性度，該設(shè)置可以精確讀取低功率和中功率激光。

探測器

由于二極管只能測量照射到其有源區(qū)域的光輻射或光，因此二極管上的激光光斑必須小于光電二極管有源區(qū)域的尺寸，以便準確測量其總功率。這在一定程度上限制了激光光斑直徑（通常為幾毫米）。此外，最大功率還受到光電二極管的響應(yīng)度、線性度（飽和度）和驗光計的最大輸入電流（典型最大值在幾毫瓦范圍內(nèi)）的限制。當然，光密度濾光片（ND濾光片）可以在一定程度上使用。

純光電二極管探測器可用于 CW、脈沖能量以及脈沖形狀分析（必須考慮二極管的上升時間）。

? 優(yōu)點：靈敏度非常高，響應(yīng)時間快；

? 缺點：激光光斑尺寸有限，最大功率有限。

基于積分球的檢測器

該探測器概念是通過在具有高反射內(nèi)涂層的空心球（即所謂的積分球）上添加光電二極管而構(gòu)建的。然后，該設(shè)置在我們的 ISO 17025 校準實驗室中進行校準。為了準確測量光功率，所有光輻射必須通過積分球的入口耦合到積分球中。

積分球探測器

對于這個概念/測量設(shè)置，靈活性要大得多，因為我們可以提供的球體直徑范圍為 8 mm 到 1 m。因此，可以相應(yīng)地設(shè)計測量端口（積分球入口端口），并且如果需要，可以測量大激光束直徑或高度發(fā)散的光束。通過光密度濾光片和球體直徑（較大球體的衰減）的組合，可以更輕松地調(diào)整光功率水平。此外，可以通過在一個積分球中使用多個光電二極管來擴展動態(tài)范圍，以適應(yīng)不同的光功率范圍?？偟膩碚f，這種方法仍然可以正確測量超過 100W 的最大激光功率。

然而，當測量短脈沖（納秒范圍）時，由于多次反射導致光在球內(nèi)的傳播時間，較大的積分球會導致脈沖展寬。因此，對于脈沖形狀分析，只能使用小球體，或者需要將球體直徑調(diào)整到預(yù)期的脈沖長度。雙探測器設(shè)置也可以滿足特定需求。在這里，我們可以根據(jù)激光參數(shù)提供支持和經(jīng)驗，并為您的應(yīng)用提供最佳解決方案。例如，我們的 16 mm ISD-1.6-SP 創(chuàng)新雙傳感器積分球用于激光雷達表征。

Gigahertz-Optik 提供標準球體系統(tǒng)以及高度靈活的定制設(shè)置。這導致各種幾何形狀以及二極管組合成為可能。請參閱我們針對單個激光功率計/球系統(tǒng)的模塊化積分球概念，了解更多詳細信息。

? 優(yōu)點高靈敏度、靈活性、可能的大功率范圍、多探測器解決方案；

? 缺點：脈沖信號的拉伸（僅與 ns 范圍內(nèi)的脈沖形狀測量相關(guān)）、尺寸較大。

校準

對于任何類型的輻射激光功率測量，校準對于最終結(jié)果的精度都起著關(guān)鍵作用。換句話說，值得信賴的低校準不確定度非常重要。在這方面，我們提供經(jīng) DAkkS ISO 17025 認可的校準和測試實驗室認證的激光功率校準。這意味著流程中應(yīng)用了 ISO 17025 的最高標準，以確保我們校準的可靠性和可追溯性。所有校準均可直接追溯到 PTB、德國 NMI 或類似的 NMI。我們的校準實驗室涵蓋 200 nm – 2500 nm 的波長范圍。