激光功率和光束焦點位置的準確測量對于激光材料加工非常重要:兩者都被列為焊接程序鑒定的工藝基本變量,因此應控制在商定的公差范圍內。
可以使用標準激光功率計測量激光功率,主要有兩種類型:熱量計和熱電計。熱量計功率計使用定時曝光測量激光功率。它們顯示在校準讀數(shù)刻度上吸收的平均功率,可用于測量連續(xù)或脈沖功率輸出的平均值。它們的響應時間通常長達幾秒。
熱釋電功率計相對較快,但不能用于直接測量連續(xù)激光功率,因為這種類型僅響應入射能量的變化。這些是測量重復頻率高達數(shù)百 kHz 的脈沖激光輸出的首選。
目前,市售激光功率計的選擇范圍很廣。為給定應用選擇特定儀表將取決于光譜范圍、靈敏度或所需的最小響應以及損壞閾值。為產(chǎn)生可重復和準確的測量結果,應定期校準所有激光功率計。
可以使用多種方法測量光束焦點位置。可以使用標準光束輪廓測量和診斷系統(tǒng)進行精確測量。對于這些系統(tǒng)中的大多數(shù),激光束通過包含旋轉針孔的探頭進行掃描,該探頭用于耦合出聚焦區(qū)域中的一小部分輻射并將其引導至檢測器。掃描軌跡的位置可以在 y 和 z 方向上移動,因此可以在幾分鐘內測量光束的一個平面。這可以在聚焦頭的不同位置重復,以建立光束的完整輪廓,顯示束腰和焦深等。
通過測量聚焦區(qū)域的激光功率密度分布,可以準確測量以下光束參數(shù):
1、焦點半徑
2、焦平面在空間中的位置
3、空間功率密度分布
4、光束傳播比 M 2
使用不同的檢測器和特殊的測量尖端,可以檢測由高功率二極管激光器產(chǎn)生的高度發(fā)散的光束。
大致的光束焦點位置可以通過在平坦的陽極氧化鋁板(或相紙)上的不同焦點位置進行一系列光束打印測試,或通過在傾斜的陽極氧化鋁板上進行光束掃描來確定。這些方法簡單、易于實施并且需要最少的資本投資——但它們不如專用光束輪廓測量系統(tǒng)準確。