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高功率激光功率計(jì)的類(lèi)型及特點(diǎn)
隨著激光技術(shù)在工業(yè)制造,、醫(yī)療健康,、科研實(shí)驗(yàn)及光纖通信等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,，高功率激光功率計(jì)作為激光系統(tǒng)中的關(guān)鍵測(cè)量設(shè)備，其重要性日益凸顯,。它能夠精確測(cè)量激光的功率,，為激光系統(tǒng)的優(yōu)化、性能評(píng)估及故障診斷提供重要依據(jù),。本文將從高功率激光功率計(jì)的原理出發(fā),，深入探討其不同類(lèi)型、應(yīng)用領(lǐng)域及使用要點(diǎn),。
(一)光電型
光電型激光功率計(jì)探頭是通過(guò)光電二極管，直接將光能轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)以表征激光功率的大小,。光電二極管傳感器的核心部分是PN結(jié),，光電二極管實(shí)際上是加了一個(gè)反向偏壓的PN結(jié)，當(dāng)反向偏壓足夠大時(shí),，耗盡區(qū)本征載流子被完全耗盡,；由于缺乏載流子，PN結(jié)內(nèi)無(wú)電流通過(guò),。當(dāng)光照射到光電二極管的光敏面上時(shí),，電子或空穴擺脫束縛，在PN結(jié)內(nèi)形成光生載流子,，并在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生漂移而形成電流,，光電流的大小與入射光的能力成比例，通過(guò)后續(xù)電路放大及轉(zhuǎn)換等處理,，最終顯示成可讀取的激光功率值,。光電二極管基于光電效應(yīng)，具有響應(yīng)時(shí)間快,、光靈敏度高的特點(diǎn),，但很容易電流飽和，只能測(cè)小功率,；近紅外范圍測(cè)量材料鍺,、InGaAs等價(jià)格昂貴，因此傳感器尺寸受限,；因材料限制,，測(cè)量波長(zhǎng)受限(UV - NIR波段)；與衰減器和積分球結(jié)合擴(kuò)展功率測(cè)量范圍，會(huì)增加成本,。
(二)熱電堆型
目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的高功率激光功率計(jì)探頭都是熱電堆型,。其原理是當(dāng)激光被探頭表面的鍍膜層吸收轉(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),，而電動(dòng)勢(shì)的大小則與入射光轉(zhuǎn)化的熱量成比例，每對(duì)內(nèi)外節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)起來(lái)的總電壓與入射光被膜層吸收轉(zhuǎn)化的熱量成比例,，最終通過(guò)激光功率計(jì)表頭或其它顯示終端得到可讀取的激光功率值,。熱電堆型適用于高功率激光功率測(cè)量，適應(yīng)從毫瓦到萬(wàn)瓦級(jí)的激光功率測(cè)量,；但因熱傳遞需時(shí)間,，熱電堆功率計(jì)響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一般在秒或毫秒量級(jí),。
(三)其他類(lèi)型
除了光電型和熱電堆型,，還有光輻射計(jì)型、體吸收型和流水式等不同工作方式的激光功率計(jì),。光輻射計(jì)型功率計(jì)通過(guò)測(cè)量激光的光輻射強(qiáng)度來(lái)計(jì)算功率,；體吸收型功率計(jì)則是讓激光在特定的吸收體中傳播，通過(guò)測(cè)量吸收體的溫度變化或物理性質(zhì)變化來(lái)確定激光功率,；流水式功率計(jì)利用水對(duì)激光的吸收和熱交換原理來(lái)測(cè)量功率,。
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