Photon的高功率NanoScan設(shè)計(jì)用于測量以前使用標(biāo)準(zhǔn)BeamScan或NanoScan產(chǎn)品無法測量的“高功率”激光束。高功率是一個(gè)相當(dāng)模糊的術(shù)語，在不同的上下文中意味著不同的東西。就我們的目的而言，“高功率”被定義為100W和5000W之間，但是高功率NanoScan將無法測量所有波長的功率范圍。

高功率激光束是使用反射材料處理的，反射率水平及其逆吸收取決于激光的波長。通常，長紅外波長，例如10.6微米的二氧化碳激光器的波長，具有高反射性。這些允許最高功率測量，最高可達(dá)幾千瓦。在測量這些激光器和功率水平時(shí)，主要關(guān)注的是掃描頭中的熱量積聚。測量鼓和狹縫的表面在此波長的反射率優(yōu)于98%，因此只有2%的入射功率會(huì)被掃描頭吸收并加熱。盡管如此，在 5000 W 時(shí)，這代表 100 W 的熱負(fù)荷，這將提高內(nèi)部組件的溫度，并可能對探測器和編碼器電子設(shè)備造成損壞。高功率NanoScan設(shè)計(jì)用于這些功率水平的短期測量。光束只應(yīng)入射在掃描頭上幾秒鐘。該軟件配備了記錄模式，可以輕松進(jìn)行短距離測量，然后在掃描頭冷卻的同時(shí)查看數(shù)據(jù)。

對于大約 98 μm 及以上的波長，系統(tǒng)的反射率約為 3%。在此之下，在大約 700 nm 和 3 μm 之間，反射率約為 96%。雖然這仍然相當(dāng)不錯(cuò)，但這意味著吸光度增加了一倍，因此可以處理的功率水平降低了一半。從 700 nm 到紫外波長，反射率急劇下降，在 35 nm 時(shí)降至 200% 以下。紫外線中的“高功率”以瓦特而不是千瓦為單位。查閱波長校正操作空間圖，了解如何將高功率NanoScan與您的特定激光器一起使用。這些將提供可以連續(xù)測量的安全功率水平，并為不同波長范圍內(nèi)高于安全水平的功率提供推薦的曝光時(shí)間。

功率水平可通過標(biāo)準(zhǔn)納米掃描頭測量

高功率NanoScan基于標(biāo)準(zhǔn)NanoScan及其前身BeamScan相同的工作原理。所有這些系統(tǒng)都使用移動(dòng)狹縫測量系統(tǒng)，其優(yōu)勢之一是該技術(shù)的自然衰減。只有當(dāng)狹縫穿過光束時(shí)，光線才會(huì)照射到探測器上。標(biāo)準(zhǔn)的NanoScan掃描頭設(shè)計(jì)用于測量高達(dá)幾瓦的光束，具有黑色的狹縫，以防止反射回激光腔。這些系統(tǒng)使用硅或鍺探測器，它們足夠靈敏，可以檢測和準(zhǔn)確測量紫外、可見光和近紅外波長的微瓦輸出激光器。隨著功率的增加，可以使用熱釋電探測器，它具有在從紫外到遠(yuǎn)紅外的整個(gè)電磁頻譜上做出響應(yīng)的好處。對于高達(dá) 100 W (IR) 的光束，配備標(biāo)準(zhǔn) NanoScan 的標(biāo)準(zhǔn)熱釋電探測器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇?；鹧婕{米掃描使用標(biāo)準(zhǔn)合金狹縫，但不發(fā)黑，通過減少吸收來提高功率處理能力。這可以通過包含可選的銅狹縫來擴(kuò)展一點(diǎn)。銅在700nm到3微米的反射率很高，在3微米以上甚至更好。此外，其傳熱性使其成為高功率應(yīng)用的理想選擇。

標(biāo)準(zhǔn)NanoScan可以處理的功率取決于要測量的光的波長。光的波長決定了其從狹縫表面的反射率以及與材料相互作用的能量性質(zhì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，有三種基本的波長范圍來控制掃描頭可以處理的功率1：

●3 μm 至 FIR (>20 μm) –100 W 最大熱釋電探測器

●500 nm 至 3 μm—最大 25 W 熱釋電探測器;1 W 鍺探測器

●190 至 500 nm—最大 3 W 熱釋電探測器;1 W 硅探測器

對于任何這些波長范圍，高于這些功率水平的功率水平都可以被視為“高功率”。這些值是基于掃描頭可以吸收而不會(huì)損壞的整體熱負(fù)荷的總功率能力。特定光束的實(shí)際測量能力取決于要測量的光束的功率密度，單位為 W/cm2。光束越小，功率密度越集中。功率密度的主要問題是狹縫孔徑和探測器的損壞。如果光束足夠小，遠(yuǎn)低于上述限制的功率將超過孔徑的損壞閾值。請務(wù)必查閱工作空間圖或狹縫損傷計(jì)算器，了解有關(guān)特定光束直徑和可測量功率水平的信息。

脈沖光束測量

脈沖光束給激光測量增加了額外的復(fù)雜性。NanoScan 能夠測量更高頻率的脈沖光束2，但了解脈沖能量和功率的影響非常重要。脈沖光束通常將激光的有效能量集中到短持續(xù)時(shí)間的脈沖中，這增加了光束對目標(biāo)材料(包括輪廓儀的狹縫和探測器)的影響。改變脈沖的頻率對光束的能量有巨大的影響。能量以焦耳為單位，通過以下公式計(jì)算：

因此，隨著頻率的增加，能量減少，反之亦然。對于脈沖光束，當(dāng)能量密度高于損壞閾值時(shí)，平均功率通常可以在安全區(qū)域內(nèi)。能量損傷閾值如下圖所示：

各種波長范圍和狹縫材料的能量損傷閾值可以看出

對于任何激光器或孔徑，直徑小于100μm的光束的損傷閾值都非常低。使用NanoScan監(jiān)測激光束的聚焦時(shí)要格外小心，即使功率或能量名義上很低。