電子激光測量解決方案為激光用戶提供了更多相關的、基于時間的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)顯示了激光性能的趨勢。雖然這些解決方案為激光用戶提供了以簡單易懂的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的能力，但對于許多激光用戶來說，數(shù)據(jù)的應用似乎仍然不清楚。下面來看看需要進行激光性能測量的情況有哪些?

　　一、應用開發(fā)

　　工程激光應用有時可能是一個漫長而復雜的過程。通常有幾個激光參數(shù)可以改變，以影響激光與材料相互作用的方式。然而，盡可能簡單地看待它，激光的應用歸結為應用了多少激光以及加工點的光束尺寸有多大。在討論脈沖激光應用時，通過測量了解每個脈沖的形狀和每個脈沖的持續(xù)時間也很重要，因為這些參數(shù)也會影響過程的結果。

　　在激光器生命周期的這個階段測量激光器性能很重要。如果最終用戶的激光器隨著時間的推移而失去效率、維護不當或遭受災難性故障，則可以通過測量生產(chǎn)激光器并在其維護期間調(diào)整激光器參數(shù)來實現(xiàn)返回到該基準線測量組使其恢復到健康狀態(tài)。

　　二、激光源集成

　　激光應用的開發(fā)通常在實驗室環(huán)境中使用高效、優(yōu)化的激光系統(tǒng)進行。應用程序開發(fā)完成后，參數(shù)將傳輸?shù)搅硪粋€相同或相似的激光器，該激光器將集成到最終用戶的系統(tǒng)中。盡管這兩種激光器可能具有相同的品牌和型號，但它們是兩種不同的激光器，由兩組不同的組件組成。管理這些變量的唯一方法是比較兩個系統(tǒng)之間的測量值，以確保輸出功率、光束尺寸和光束形狀相同。

　　在將此應用程序轉移到現(xiàn)場激光器之前，重要的是要在應用程序開發(fā)過程中表征其性能，以確保它在集成到現(xiàn)場后與加工激光器緊密匹配。測量工作現(xiàn)場的輸出功率(或能量)以及激光聚焦點的大小和形狀，將得出功率(或能量)密度值。同樣，如果正在開發(fā)脈沖激光應用，那么表征脈沖形狀、持續(xù)時間和頻率也很重要，因為這些激光特性與激光與材料的相互作用直接相關。

　　三、系統(tǒng)運行、交付和

　　移動將激光從OEM或集成商轉移到最終用戶通常是一系列艱巨的任務。此步驟的一般目的是向客戶證明激光系統(tǒng)按設計運行。由于這些激光系統(tǒng)通常被認為是一項重大投資，因此在系統(tǒng)被接受之前通常需要滿足幾個標準。測量激光并將這些測量結果與應用程序開發(fā)階段的測量結果進行比較，將驗證系統(tǒng)并向客戶證明激光源和集成激光源的系統(tǒng)將按設計運行。

　　該過程中通常包含的一個附加步驟是在系統(tǒng)安裝到客戶設施后對其進行驗收。一旦系統(tǒng)被證明可以按設計運行，必須將系統(tǒng)部分或全部拆解以運送到家中，然后為使用做好準備。這樣做會改變激光系統(tǒng)的完整性。因此，必須再次執(zhí)行測量以驗證系統(tǒng)是否按設計運行。

　　最后，當最終用戶將激光系統(tǒng)從一個地方移動到另一個地方時，通常需要拆卸和重新組裝。這也會影響系統(tǒng)完整性，就像在系統(tǒng)交付期間一樣。強烈建議在系統(tǒng)移動之前和之后對激光系統(tǒng)進行測量，以驗證其移動后的性能是否一致。

　　四、部署期間

　　定期測量一旦激光應用程序被開發(fā)、構建和交付并在生產(chǎn)中使用，即使在整個過程中都進行了激光測量，系統(tǒng)也不是很清楚。在激光器壽命最長的階段，熱力學第二定律的影響最大。在該激光系統(tǒng)生命周期的某個時刻，它的一個或多個組件將會退化。它可能很快，也可能需要數(shù)月甚至數(shù)年，但系統(tǒng)會出現(xiàn)問題，因為物理分解是不可避免的。

　　激光系統(tǒng)組件發(fā)生故障的原因有很多。大多數(shù)情況下，原因可以追溯到其中許多系統(tǒng)運行的惡劣環(huán)境。加工材料(例如切割、鉆孔和焊接)的工業(yè)激光器會在加工過程中產(chǎn)生大量碎屑。如果維護不當，這種工藝碎片可能會對最接近工藝的激光組件造成嚴重損壞，例如保護玻璃、光束路徑波紋管，甚至在嚴重的情況下甚至是光學器件或反射鏡。組件退化問題的另一個來源是激光器本身。某些波長的光對系統(tǒng)組件非常不利;結果需要不斷地監(jiān)控系統(tǒng)效率。

　　無論激光器如何使用，在激光器壽命最長的階段，測量其性能至關重要。無論激光源、系統(tǒng)或其應用如何，功率/能量密度始終定義激光與過程的交互方式。激光系統(tǒng)組件的退化最終會導致系統(tǒng)效率的降低。激光功率可能會隨著時間的推移而降低，因為激光光學元件和反射鏡會逐漸吸收更多的激光。并且由于這種吸收導致的熱效應，激光的光學器件會略微改變形狀和聚焦光斑將經(jīng)歷相對于過程的大小或位置的變化(稱為“焦點轉移”)。激光功率的降低與激光光斑尺寸的不一致會降低功率密度。這種效率損失最終將導致系統(tǒng)完全無法處理。激光系統(tǒng)的定期測量是管理這些變化并更好地預測何時需要對系統(tǒng)進行糾正性維護的最佳方式。

　　五、預防性和糾正性維護

　　保持激光系統(tǒng)在設計性能水平上運行只能通過全面的日常維護來實現(xiàn)，目標是保護激光器，這是公司最有價值的投資之一。激光 OEM 和系統(tǒng)集成商了解如何正確維護他們提供的系統(tǒng)。并且激光系統(tǒng)的測量應該是常規(guī)的一部分。

　　激光應用的建立，以及系統(tǒng)的交付和使用，應該包括一套系統(tǒng)的測量。建議的做法是在預防性維護例行程序中，在維護之前和之后進行測量。應將這些測量值進行比較，以驗證系統(tǒng)效率的提高或至少保持不變，并與初始測量值進行比較，以驗證系統(tǒng)再次以有效狀態(tài)運行。

　　即使是維護良好的系統(tǒng)也會經(jīng)歷一個或多個系統(tǒng)組件的災難性故障。故障源包括故障組件、組件安裝不正確、激光系統(tǒng)操作不當?shù)?。這個復雜系統(tǒng)的整體故障可能是也可能不是激光器的問題。如果故障原因未知，這就是激光測量(如果激光可以操作)對于故障排除過程至關重要的地方。但是，如果已知故障的原因是激光源的問題，那么激光的測量通?？梢苑浅？焖俚亟沂炯す獾膯栴}。如果使用電子測量工具(例如電子功率計或照相機或基于掃描狹縫的光束分析系統(tǒng))，實時查看激光性能通常有助于激光技術人員查明問題的根源。例如，輸出耦合器中的裂紋將導致激光功率迅速下降以及激光束尺寸迅速增加。

　　通過在激光系統(tǒng)生命周期的每個階段應用激光性能測量實踐，可以實現(xiàn)一致且高效的加工，并且可以更好地保護工具。