激光功率和能量計主要用來測量
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,功率和能量計都是實驗室、生產(chǎn)部門或是工作現(xiàn)場等多種應(yīng)用環(huán)境中必不可少的工具。
PlTY^N6Hn (MwB%g 雖然功率計和能量計是分別提供的,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 起來稱作單獨的一類儀器——功率和能量計,或PEM。儀器所采用的光學(xué)傳感器的類型,決定了其能測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,功率計能夠測量連續(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。能量計則通常用于測量脈沖激光,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,或者帶有專門為測量脈沖光源而設(shè)計的電路的光電二極管。
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(TIU 系統(tǒng)配置
6W#M[0 :2K0/@<x 一些制造商將功率或能量計分為具有控制和示值讀數(shù)功能的測量部分(或儀表盤)和傳感器部分(也稱為探測器或探頭),兩者結(jié)合在一起就組成一套“測量系統(tǒng)”。另一些廠商將這兩者統(tǒng)稱為測量儀。無論哪種分類方式,傳感器都存儲有校準(zhǔn)信息,儀表盤則測量傳感器的輸出電流,并參考校準(zhǔn)表來輸出數(shù)據(jù)。
:|N5fkhN </qXKEu`_ 在某些配置中,儀表盤會作為探測器與用戶之間的接口,通過RS-232或者USB連接方式直接向電腦傳輸測量數(shù)據(jù),在這種情況下,顯示裝置就不再是必需的了。測量數(shù)據(jù)可能包括功率、差值、總和、線性、對數(shù)值和幾個通道同時衰減的曲線。大部分PEM儀表盤是數(shù)字式的,但是對于功率只有小幅波動的應(yīng)用而言,模擬式測試儀就足以勝任了。
&YqgMC [fO \1J 傳感器的選擇比較復(fù)雜。目前市場上應(yīng)用的三種主要傳感器類型有:光電二極管、熱傳感器和熱釋電傳感器。光電二極管傳感器由光電二極管和ND)濾光片組成,以確保入射到探測器上的功率能夠保證傳感器線性工作,其中光電二極管通常選用硅(Si)、鍺(Ge)或銦砷化鎵等
材料,每種光電二極管具有不同的峰值
波長和響應(yīng)范圍。每個光電二極管在不同的波長處具有不同的響應(yīng)度。響應(yīng)度的單位是A/W,代表了傳感器將入射光轉(zhuǎn)換為電流的效率。具有快速響應(yīng)時間的傳感器對波長敏感,因此最適用于測量低功率激光。
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Hco[p+ 熱傳感器通過將入射光轉(zhuǎn)換成熱能來測量功率或能量。熱傳感器在186nm~10.6μm的波長范圍內(nèi)具有平坦的光譜響應(yīng),因此其適用于多波長或者非單色光的測量。光電二極管也可以測量紫外(UV)到紅外(IR)波段的波長,但是其在不同波長處具有不同的響應(yīng)度,因此必須將激光波長輸入測量儀以獲得正確的讀數(shù)。在1800 nm或更長的波長處,熱探測器通常是唯一的選擇。熱傳感器可以承受高功率激光,但是如果功率變化范圍較大的話,則需要幾秒鐘才能達(dá)到平衡。由于不像光電二極管那樣靈敏,因此熱傳感器不適合用于低功率測量。
ks:Z=%o #pE:!D 熱釋電傳感器通過將光脈沖能量轉(zhuǎn)換成電壓信號來測量脈沖能量。熱釋電傳感器能響應(yīng)較寬的波長范圍,但是其響應(yīng)曲線不如熱傳感器那么平坦。熱釋電傳感器只能測量脈沖光源,并有最小帶寬要求以使傳感器能夠“看到”脈沖。
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>X 目前市場上的許多功率和能量計都兼容這三類傳感器。如果將通用型儀表盤和功率傳感器一起使用,這套裝置就是功率計;如果將通用型儀表盤和能量傳感器一起使用,這套裝置就是能量計。
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