一、什么是激光功率計
激光功率計是一種測量激光束輸出功率的儀器。它們通常用于測量 CW(連續(xù)波)或脈沖激光源在設(shè)定時間段內(nèi)的平均功率,并在特定的強度和波長范圍內(nèi)工作。功率計一般由熱電堆或光電二極管構(gòu)成,熱電堆用來測高功率,光電二極管用來測低功率。
二、什么是光電二極管
光電二極管的核心部分是一個 PN 結(jié)。當適當?shù)姆聪螂妷菏┘拥?PN 結(jié)時,由于缺少載流子,沒有電流流過 PN 結(jié)。當光子照射PN結(jié)時,電子或空穴擺脫束縛,在PN結(jié)中形成光生載流子。光生載流子在電場作用下發(fā)生漂移,形成電流。電流的大小與入射光的能量成正比。光電二極管基于光電效應(yīng),響應(yīng)時間快但也容易出現(xiàn)電流飽和,只能測量很小的功率。
三、什么是熱電堆
熱電堆功率計是由串聯(lián)的熱電偶構(gòu)成,當激光被探頭表面的膜層吸收掉轉(zhuǎn)化成熱量,熱量向熱電偶傳遞并形成溫度梯度場,熱電堆探頭內(nèi)外兩個節(jié)點由于溫度差產(chǎn)生溫差電動勢,每對內(nèi)外節(jié)點產(chǎn)生的溫差電動勢串聯(lián)起來的總電壓與入射光被膜層吸收轉(zhuǎn)化的熱量成比例。
四、激光功率計工作原理
激光功率撞擊熱電堆傳感器盤的中心(在熱電堆的背面),徑向流動并在外圍冷卻。熱電偶陣列測量與入射或吸收功率成正比的溫度梯度。原則上,讀數(shù)不依賴于環(huán)境溫度,因為只有溫差會影響產(chǎn)生的電壓,而電壓差僅取決于熱流,而不取決于環(huán)境溫度。
由于吸收的所有熱量都流過熱電偶(只要激光束在熱結(jié)的內(nèi)圓內(nèi)),檢測器的響應(yīng)幾乎與光束大小和位置無關(guān)。如果光束靠近內(nèi)圓的邊緣,一些熱電偶會變得比其他熱電偶更熱,但由于測量了所有熱電偶的總和,因此讀數(shù)保持不變。
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