激光功率计的工作原理_技术文章_深圳奥德赛创精密仪器有限公司

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激光功率计的工作原理

点击次数：172 发布时间：2023/3/21 16:23:25

常用到激光能量计，用来探测重复脉冲激光的单发能量和单脉冲激光的能量。Ophir 的热电堆型激光功率计通过热电堆结构将光能转换成热量，再转换为电信号输出，通过校准来测量激光功率的大小。激光功率计一般由探头和显示设备组成，激光功率计探头按照不同的原理和材料分为热电堆型（thermal）、光电二管型（PD:Photodiode）、以及包含两种传感器的综合探头（RP），激光能量计则有热释电传感器（PE:Pyroelectric）和热电堆（Thermal）传感器探头。

1、功率测量原理

激光探头是一个涂有热电材料的吸收体，热电材料吸收大部分的光能量并转化成热量，只有少部分反射。吸收与反射比例与材料的光谱响应曲线有关，吸收体的储热体和它的厚度决定了热量传输到探头的速度和反应时间。探头温度变化，能够产生电流，电流通过薄片环形电阻转变成电压信号传输出来。

激光入射，测得的电压随时间快递上升，然后在缓慢衰减，一段时间后恢复到零。这就是测量的热现象，上升和衰减时间不受负载电阻影响。

电压与初使电压的差值就是测量电压，测量精度得到NIST校准授权。只要能量不超负荷，测量精度可以得到保证。

热电偶实际图是一个两端附不同金属的结构，一端为“热端”另一端为“冷端”或参考端。在激光测量时，热端吸收激光能量，另一端下沉，两端任何的温度变化将在两端间产生电压，这就是功率计所测量的数据。

2、功率计的标定

功率计标定的目的，是校准自身测量精度，保证测量数值在功率计使用的误差范围内，从而保证功率计正常的使用精度。

功率计标定采用第三方功率计来测量，根据出厂标定，采用不同的功率，在不损坏功率计的提下，检验功率计实际标定的准确性和稳定性。

功率测量，是考虑系统和随机误差基础上，获取功率真实值的一个过程，存在一定的功率不确定性。对于功率测量，存在两种功率，一种是准确度，即实测值与真实值之间的偏差；另一种是功率稳定性，即反复同一条件测量的功率波动范围。

产品有以下系列：

产品参数：

产品型号	产品特点	探头口径	波长范围	功率范围
3A-QUAD	功率，能量，位置	Ø=9.5 mm	0.19-20 um	100 uW-3 W
3A-P-QUAD	功率，能量，位置	Ø=12 mm	0.15-8 um	160 uW-3 W
10A-PPS	功率，能量，位置，尺寸	Ø=16 mm	0.19-20 um	20 mW-10 W
50(150)A-BB-26-PPS	功率，能量，位置，尺寸	Ø=26 mm	0.19-20 um	40 mW-150 W
F150A-BB-26-PPS	功率，能量，位置，尺寸	Ø=26 mm	0.19-20 um	50 mW-150 W
FL250A-BB-50-PPS	功率，能量，位置，尺寸	Ø=50 mm	0.19-20 um	150 mW-250 W
1000W-BB-34-QUAD	功率，能量，位置	Ø=34 mm	0.19-20 um	5 W-1000 W

标准光电二管探头

产品型号	产品特点	探头口径	波长范围	功率范围
PD300	自动背景光扣除	10×10mm	350-1100nm	500pW-300mW
PD300-1W	自动背景光扣除	10×10mm	350-1100nm	500pW-1W
PD300-3W	光电二管高功率探头	10×10mm	350-1100nm	5nW-3W
PD300-TP	4mm厚探头	10×10mm	350-1100nm	50pW-1W
PD300-UV	宽波长范围且噪声低	10×10mm	200-1100nm	20pW-300mW
PD300-IR	近红外光低噪声功率探头	Φ5mm	700-1800nm	5nw-300mw
PD300-IRG	通信波段光纤自由光测量方式	Φ5mm	800-1700nm	10pw-150mw

2）圆形光电二管探头

产品型号	产品特点	探头口径	波长范围	功率范围
PD300R	自动背景光扣除, 圆形探测口径	Φ10mm	350-1100nm	500pW-300mW
PD300R-3W	光电二管高功率探头, 圆形探测口径	Φ10mm	350-1100nm	5nW-3W
PD300-IR	红外	Φ5mm	700-1800nm	5nW-300mW
PD300R-UV	宽波长范围且噪声低, 圆形探测口径	Φ10mm	200-1100nm	20pW-300mW

特殊的光电二管探头和积分球

产品型号	产品特点	探头口径	波长范围	功率范围
PD300-BB	430-1100nm内光谱谱线平	10×10mm	430-1100nm	50pW-4mW
PD300-BB-50mW	430-1100nm内光谱谱线平	10×10mm	430-1100nm	50pW-50mW
PD300-CIE	模拟人眼响应曲线，单位Lux	2.4×2.8mm	400-700nm	20m Lux-200K Lux
BC20	用于扫描光束，速度可达30000inch/s	10×10mm	633, 650, 675nm	50uW-20mW
3A-IS	3W积分球探头，用于发散激光	Φ12mm	420nm-1100nm	1uW-3W
3A-IS-IRG	红外3W积分球探头，用于发散激光	Φ12mm	800-1700nm	1uW-3W
IS6-VIS	大尺寸积分球，用于发散激光	Φ63.5mm	430-1100nm	1uW-30W
IS6-UV	大尺寸积分球，用于发散激光	Φ63.5mm	220-110nm	10nm-1w
IS6-IR	大尺寸积分球，用于发散激光	Φ63.5mm	700-1800nm	30nw-30w
IS6-CIE	大尺寸积分球，用于发散激光模拟人眼响应曲线，单位lm	Φ63.5mm	400-700nm	100ulm-500lm

产品参数：

产品型号	产品特点	探头口径	波长范围	功率范围	能量范围
3A	高灵敏探头	Φ9.5mm	0.19-20um	10uW-3W	20uJ-2J
3A-P	高灵敏探头，适用于短脉冲激光	Φ12mm	0.15-6um	15uW-3W	20uJ-2J
3A-FS	高灵敏探头，石英光窗	Φ9.5mm	0.19-20um	15uW-3W	15uJ-2J
3A-P-THz	THz激光功率计探头	Φ12mm	0.3-10 THz	15uW-3W	20uJ-2J
3A-P-FS-12	大发散角激光，屏蔽红外干扰	Φ12mm	0.22-2.1um	15uW-3W	20uJ-2J
10A	10W通用探头	Φ16mm	0.19-20um	20mW-10W	6mJ-2J
10A-P	适用于短脉冲激光	Φ16mm	0.15-6um	40mW-10W	10mJ-10J
12A	12W探头，宽动态范围	Φ16mm	0.19-20um	2mW-12W	1mJ-30J
12A-P	适用于短脉冲激光	Φ16mm	0.5-6um	2mW-12W	1mJ-30J
30A-BB-18	30W通用探头	Φ17.5mm	0.19-20um	20mW-30W	6mJ-30J
30A-P-17	适用于短脉冲激光	Φ17mm	0.15-6um	60mW-30W	30mJ-30J
30A-N-18	用于YAG激光	Φ17.5mm	1064, 532nm	60mW-30W	30mJ-200J
L30A-10MM	超薄30W探头	Φ26mm	0.15-20um	80mW-30W	20mJ-60J
50(150)A-BB-26	50W连续测量，150W间断测量	Φ26mm	0.19-20um	40mW-150W	20mJ-100J
15(50)A-PF-DIF-18	15W连续测量，50W间断测量	Φ17.5mm	0.24-2.2um	140mW-50W	140mW-50W
50A-PF-DIF-18	高能量密度脉冲激光	Φ17.5mm	0.24-2.2um	140mW-50W	140mW-50W

原创作者：深圳奥德赛创精密仪器有限公司

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激光功率计的工作原理

1、功率测量原理

2、功率计的标定

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