世界上第一台雷射器誕生於1960年,如今,經過60多年的發展,雷射已廣泛應用於製造和國防研究領域。雷射被譽為“最快的刀、最準的尺”,而“刀”使用時的功率和“尺”測量時的精度都與雷射的功率密切相關。因此,有必要使用雷射功率計來測量雷射的功率,以確保雷射應用的準確性。
雷射功率計是用來測量雷射光源輸出功率的儀器。無論是弱光源(如螢光)或高能量脈衝雷射;無論是測量連續雷射的功率或是脈衝雷射在一定時間內的平均功率。只要需要測量發射雷射的功率,就需要雷射功率計。因此,雷射功率計是實驗室、生產車間等應用環境中不可或缺的測量工具。
雷射功率計一般由具有控制和指示讀數功能的測量部分(指針)和感測器部分(探頭)組成。兩者結合起來就形成了「測量系統」。探頭也可透過RS-232串列埠、RS-485串列埠或USB虛擬串列埠直接與PC機連接,進行資料讀取、統計及儲存。目前市面上使用的探頭主要類型有:熱電堆探頭。
熱電偶探頭原理:雷射打在探頭表面的膜層上,被吸收並轉化為熱量,熱量傳遞給熱電偶並形成溫度梯度場,兩個節點內外的熱電堆由於溫差產生熱電勢,熱電位的大小與入射光轉化的熱量成正比。
如何選擇雷射功率計: 雷射功率計由指針和探頭組成。因此,在選擇雷射功率計時,需要根據自己的需求以及雷射的特性來選擇合適的指針和探頭,形成一套適合自己使用的雷射功率計。因此,建議從以下兩個方面進行選擇:
根據雷射的參數選擇合適的探頭:
(1) 功率:雷射的功率應小於探頭的最大可測量功率。如果被測雷射的功率大於探頭的最大可測量功率,將會對探頭造成不可逆的損壞。
(2) 波長:探頭可測量的波長範圍應涵蓋雷射的波長。如果探頭的可測量波長範圍沒有涵蓋雷射的波長,測量結果就會出現偏差。
(3) 光點大小:雷射形成的光斑面積應小於探頭的吸收面積,否則當探頭測量雷射功率時,由於部分雷射沒有被吸收探頭本體的變形,會造成測量結果的偏差。
(4) 功率密度和能量密度:雷射的功率密度和能量密度應小於探頭的損傷閾值。否則,在測量過程中,會對探頭的吸收體造成不可逆的損壞,導致測量結果偏差。
根據應用需求選擇合適的資料顯示方式:
(1) 透過指標顯示資料:指標是最常見的顯示工具,可與所有探頭結合使用,適合絕大多數場景。
(2) 透過USB傳輸資料至電腦:電路整合在一個小封裝內,使用方便,可透過USB介面直接與PC機連接。上位機軟體可用於控制探頭和處理數據,使用方便,應用場景廣泛。
(3) 透過串列埠傳輸資料至電腦:測量資料透過電腦的RS-232串列埠或RS-485串列埠或USB虛擬串列埠傳輸。主要用於整合探頭,實現雷射功率的線上監測。由於整合式探頭需要整合到雷射設備中,因此其尺寸相對較小,易於安裝在設備上。若配合指針使用,佔地面積較大,使用不方便。
根據使用環境選擇:一般功率計用於生產車間、實驗室,或整合到設備中。在某些情況下,可能對探頭的尺寸、冷卻方式等有一定的要求。當探頭能夠承受的最大功率增加時,不可避免地需要更大的體積或需要更換更好的冷卻方法。目前電表探頭的冷卻方式主要有自然冷卻、風扇冷卻、水冷卻等。一般情況下,相同功率下,水冷探頭體積最小,風冷探頭次之,自然冷卻探頭體積最大。風扇冷卻探頭需要電源,水冷探頭需要冷卻劑。因此,不同的冷卻方式在不同的功率範圍內各有優勢,可依應用條件選擇合適的探頭。
一般來說,選擇雷射功率計時,可以根據雷射光源的參數、功率的顯示方式、應用場景等進行選擇。另外,您可以諮詢功率計開發商,例如向七彩熱力提供您的測量需求,他們將為您提供最佳的解決方案。如果常規產品無法滿足您的需求,七彩熱能可以提供客製化解決方案。