測(cè)量激光器功率輸出有很多不同的方法。工業(yè)中經(jīng)常使用三種方式是：光電檢測(cè)器、熱電堆、水熱量計(jì)。下面來(lái)讓介紹一下每種技術(shù)的工作原理以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)

一、光電檢測(cè)器

光電探測(cè)器主要用于皮瓦到毫瓦范圍內(nèi)的功率。它們由具有 pn 結(jié)的半導(dǎo)體制成，可將來(lái)自光源的光子轉(zhuǎn)換為電流。可用的光子越多，電流就越高。

光電探測(cè)器的波長(zhǎng)范圍取決于所使用的半導(dǎo)體。例如，鍺光電探測(cè)器通常用于電信中使用的 1550 nm 波長(zhǎng)，因?yàn)樗c該波長(zhǎng)兼容。

光電探測(cè)器具有較短的響應(yīng)時(shí)間，這使得它們成為快速監(jiān)控功率變化應(yīng)用的首選。即使光電探測(cè)器是為較低功率制造的，也可以添加衰減、拾取器或積分球，以便在較高功率下使用光電探測(cè)器。

這些檢測(cè)器的缺點(diǎn)之一是它們的吸收取決于波長(zhǎng)。選擇正確的波長(zhǎng)很重要;否則，測(cè)量將會(huì)偏離。

二、熱電堆

熱電堆是一種使用稱為熱電偶的溫度傳感器的功率檢測(cè)器。這些傳感器由兩種不同的金屬制成。當(dāng)它們之間的結(jié)點(diǎn)溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電位差。產(chǎn)生的伏特?cái)?shù)與結(jié)溫有關(guān)。當(dāng)用于激光功率測(cè)量時(shí)，串聯(lián)使用多個(gè)熱電偶以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量。

在熱電偶的前面，有一個(gè)所謂的吸收器。該吸收器需要能夠抵抗高功率密度并吸收大部分激光功率以避免背向反射。如果每個(gè)波長(zhǎng)的吸收幾乎相同，那就更好了。

激光功率被吸收，探測(cè)器升溫。當(dāng)檢測(cè)器的溫度變得穩(wěn)定時(shí)，熱電堆產(chǎn)生的電壓與功率水平成正比并且可以被校準(zhǔn)。熱電堆通常用于從毫瓦到幾千瓦的功率水平。為了使溫度保持穩(wěn)定，使用了各種冷卻選項(xiàng)。最簡(jiǎn)單的方法是使用散熱器以改善對(duì)流。如果功率在100W以上，需要采用風(fēng)扇或水路等主動(dòng)冷卻方式，將熱量排出，保持探測(cè)器溫度穩(wěn)定。

三、高功率水熱量計(jì)

水量熱計(jì)用于千瓦級(jí)的激光。這些檢測(cè)器有一個(gè)連接到水冷器的水回路，水冷器在水進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)保持溫度和流量恒定。當(dāng)水在回路中流動(dòng)時(shí)，水溫會(huì)升高。

該參數(shù)與激光產(chǎn)生的熱量直接相關(guān)?？梢詫⑺鞒鰰r(shí)的流速和溫差與激光功率聯(lián)系起來(lái)。因?yàn)樗诘竭_(dá)溫度傳感器和流量計(jì)之前需要通過(guò)整個(gè)檢測(cè)器，所以這些檢測(cè)器非常慢。然而，它們對(duì)高功率激光器確實(shí)有效。

這些水量熱計(jì)的吸收器還需要由吸收大部分激光功率并將其轉(zhuǎn)化為熱量的材料制成。由于大多數(shù)高功率激光應(yīng)用都需要聚焦光束，千瓦級(jí)激光器往往具有小光束尺寸，因此具有高功率密度。

他們還需要盡量減少背向反射，因?yàn)?5% 的千瓦級(jí)激光仍然功率很大，并且會(huì)損壞探測(cè)器周圍的設(shè)備。這就是為什么許多高功率檢測(cè)器在吸收器前面有一個(gè)管子來(lái)阻擋背向反射。

這是測(cè)量激光功率的三種主要方法，還有其它不太常見的技術(shù)，例如熱釋電探測(cè)器或積分球功率探測(cè)器，但也可用于某些應(yīng)用。