浅析如何选取激光功率计和能量计

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激光功率计_能量计

功率计/能量计
意大利LaserPoint公司是一家专业研发和生产激光功率计和能量计的公司，在激光功率计和能量计等产品领域拥有几十年的研发经验，其产品质量一流、可测波段涵盖紫外到中远红外几乎所有激光波长、可测功率可达数千瓦、能量可达数百焦耳，广泛应用于工业、医疗、科研等众多领域。

一、探头
Laser Point公司提供的探头主要有表面吸收热探头、准分子吸收体探头、体吸收热探头等。

1、光电探头
●用于测量低功率激光
●有紫外增强型和近红外探头，波长范围可从200nm到1800nm
●SMA、ST、FC、LC、SC等光学适配器可选
●NIST标准以及 PTB标准
2、表面吸收热探头
●最大可测6000W高功率工业激光
●探测面积最大可到60 mm
●探测灵敏度可达10μW或2mJ
●高损伤阈值，功率密度6KW/cm2以及能量密度
250J/cm2
●NIST标准以及 PTB标准
3、准分子吸收热探头
●最大可测600W高功率工业准分子激光
●探测面积最大可到60 mm
●探测灵敏度可达15mW
●高损伤阈值，功率密度20MW/cm2以及能量密度 0.5J/cm2●NIST标准以及 PTB标准
4、体吸收热探头
●用于测量高峰值激光
●可测量平均功率和单脉冲能量
●峰值功率损伤阈值可达100 GW/cm2
●能量损伤阈值可达4 J/cm2（纳秒脉冲）
●NIST标准以及 PTB标准
二、功率计/能量计表头
LaserPoint公司提供四种不同类型的表头来显示测量结果，用户可根据各自要求选配。

激光功率计算

激光功率的计算通常基于以下公式：
功率（P）= 光束能量（E）/ 时间（t）
其中，光束能量可以通过光束能量密度（D）和光束面积（A）计算得出：
光束能量（E）= 光束能量密度（D）×光束面积（A）
激光功率计算的关键是确定光束能量密度和光束面积。

以下是一种常见的方法来计算激光功率：
1. 确定光束能量密度（D）：测量光束的能量密度是计算激光功率的第一步。

您
可以使用适当的光束能量密度计或能量计来进行测量。

确保使用适用于您所使用的激光器波长和功率级别的仪器。

2. 确定光束面积（A）：测量光束的横截面面积是计算激光功率的另一个重要因素。

对于均匀光束，可以通过测量光束直径并使用以下公式计算光束面积：
光束面积（A）= π × （光束直径/2）²
如果光束不均匀或存在剖面变化，您可能需要采用更复杂的方法来测量光束面积，例如使用剖面扫描仪。

3. 确定时间（t）：确定您要计算功率的时间间隔。

将上述值代入功率公式即可计算激光功率。

请注意，这是一种基本的激光功率计算方法。

对于特定的激光系统或应用，可能存在其他因素和修正项。

确保根据您所使用的激光器的规格和相关标准进行适当的计算和测量。

功率计能量计激光器基本知识

功率计
1.光电型：对波长反应灵敏，损伤阈值低 Si Ge InGaAs 半导体探测器，光谱覆盖200-1800nm Op-2系列：探测范围在10nw-30mw量级 LM-2系列：带光斑位置显示可配置1000:1衰减器 2.热电偶型：对波长反应不敏感，损伤阈值较高小功率系列：200nm-11um PS系列：100uw-1w量级 pm系列：500um-2w量级中功率系列：10mw-150w Pm2、pm10、pm30、pm100、pm150…… 水冷中功率系列：300mw-300w Pm10、pm150、pm300…… 风冷中功率系列：200nm-11um，100mw-300w Pm200F，pm300F…… 水冷高功率系列：250nm-11um，100w-5000w PM1K,PM3K,PM5K 大靶面水冷高功率系列： PM1K-100、PM3K-100、PM5K-100、PM5K-200
激光器
五、常用的激光器 1.固体激光器：一般采用光激发泵浦，如采用闪光灯或者另一台激光器来泵浦。（1）灯泵脉冲Nd：YAG激光器：重复频率几十Hz，脉冲能量10mj-j，调Q脉宽数纳秒，可得到,1064,532，355,266nm的波长输出（2）DPSS Nd：YAG激光器：可输出1064/532nm连续激光和重复频率在kHz以上有数十秒脉宽的脉冲激光（3）半导体激光器（4）钛宝石飞秒激光器：线宽在几十到上百纳米，典型波长800nm （5）光纤激光器：CW可做到很窄线宽，光纤飞秒激光器，光纤皮秒激光器 2.可调谐激光器：（1）染料激光器：基频波长420-900nm，一般为脉冲，采用大能量Nd:YAG泵浦，线宽较窄，可做红外/紫外扩展（2）OPO激光器：线宽较染料较宽，基频波长410-220nm，脉冲，纳秒脉宽，发散角较差（3）可调谐钛宝石激光器：700-1000nm基频，可频率扩展，CW运行，可做窄线宽/单频

激光功率计的选购

激光功率计的选购激光功率计是一种测量激光强度和功率的仪器。

在激光切割、焊接、医疗、检测等领域中，激光功率计是必不可少的实验工具。

但市场上激光功率计的品牌和型号繁多，如何选购适合自己的激光功率计呢？本文将从以下三个方面为您介绍激光功率计如何选购。

1. 测量频率激光功率计的测量频率是指测量其功率输出的时间间隔，通常为每秒钟的次数。

在现实应用中，许多工作场景中激光的功率输出是会变化的，因此优秀的激光功率计必须具有很高的测量频率，可以动态地跟踪激光的功率变化。

如果您需要测量的频率高，那么选购激光功率计时要注意其测量频率的范围。

一些低端的激光功率计的测量频率不高，无法满足高需求的测量任务。

在计算功率时也要注意，功率计的测量频率会对功率输出有一定影响，因此需要根据实际需要调整计算方式。

2. 功率范围功率范围是指激光功率计能够测量的最大功率和最小功率值。

在选购激光功率计时，需要注意其能够测量的功率范围。

一般来说，功率范围越广的激光功率计能够测量更多种类的激光设备，具有更高的实用性。

如果您需要测量多种功率的激光器，建议选择功率范围更广的激光功率计。

需要注意的是，功率范围并不是越广越好，过大的功率范围可能会导致灵敏度不足，或者功率误差较大。

3. 额定精度激光功率计的精度是指其功率测量结果与实际输出功率之间的误差。

在选购激光功率计时，需要注意其额定精度。

对于需要高精度测量的场合，例如激光医疗领域，需要选择额定精度高的激光功率计。

需要注意的是，激光功率计的精度会随着输出功率的变化而变化，在测量高功率值时，其精度可能会下降。

结语综上所述，选购激光功率计需要注意其测量频率、功率范围、额定精度等方面的指标。

在实际应用中，要根据自己的实际需求进行选择。

如果需要测量高频率、大功率和高精度的激光器，建议选择能够满足这些需求的高端激光功率计。

在使用激光功率计时，需要注意其安全性和正确的使用方法，以免造成人员伤害或设备损坏。

激光功率测试方法

激光功率测试方法
激光功率是指激光器每秒钟发射的激光能量。

因为激光的功率密度较高，所以需要一些特殊的方法来测量激光功率。

以下是常用的激光功率测试方法：
1. 热光功率计：这是一种常见的测量激光功率的方法。

它利用激光辐射到探测器表面产生的热量来测量激光功率。

常用的热光功率计有热电偶、热电阻、热像仪等。

根据激光功率的大小和波长的不同，可以选择适合的热光功率计进行测量。

2. 辐射功率计：辐射功率计是利用辐射效应原理进行功率测量的仪器。

它可以测量激光的光强和光能流密度，从而计算得到激光功率。

常见的辐射功率计有光度计、辐射计等。

使用辐射功率计时，需要选择适合的探测器和滤光片，以避免被测量激光对探测器造成损坏。

3. 均匀功率分布测量：有些激光功率计可以进行均匀功率分布的测量。

这些功率计可以在整个激光束的横截面上进行功率测量，并得到激光功率的空间分布情况。

常见的均匀功率分布测量方法有矩阵功率计和针阵功率计等。

以上是一些常见的激光功率测试方法，选择适合的方法需要根据激光器的功率大小、波长和空间分布要求来确定。

使用这些方法时需要注意保护眼睛和仪器，以避免激光对人体和设备造成伤害。

建议在操作时遵循相关的安全规范和操作指南。

激光功率能量计量方法研究

文章编号!"##$%$#&$’$##()*+%##,"%#(激光功率能量计量方法研究王雷-黎高平-杨照金-杨鸿儒-梁燕熙’西安应用光学研究所国防科工委光学计量一级站西安."##(,)摘要!激光功率能量的准确计量对激光技术的发展至关重要-不同类型的激光器其输出的测量方法也不同/回顾了激光功率能量测量的发展历史-为解决激光功率能量测量问题-介绍了各种实用的测试方法及测试仪器/重点介绍了现有激光功率能量计量标准中实现高精度激光功率能量计量而采取的方法以及各种测量方法的工作原理和适用范围-并提供了激光功率能量标准的校准方法-最后给出了激光功率和能量计量的发展趋势和发展方向/关键词!激光功率0激光能量0计量技术中图分类号!12.,,34%5,文献标志码!67898:;<=>?@8A ;>B >C D @8A =>EF >;B :98;G >H 8;:?E8?8;C DI6J K L M N -L O K P Q %R N S T -U 6J K V W P Q %X N S -U 6J K 2Q S T %Y Z -L O 6J K U P S %[N’+R \N ]P ^_M \Y Q ^Q T ‘L P a Q Y P \Q Y ‘-b N c P SO S d \N \Z \M Q e 6R R ^N M f+R \N ]d -b N c P S ."##(4-g W N S P)h i 9A ;:<A !1W MR Y M ]N d N Q S j M \Y Q ^Q T ‘e Q Y^P d M YR Q k M YP S f M S M Y T ‘N dM [P ]\^‘N j R Q Y \P S \\Q \W M f M l M ^Q R j M S \Q e ^P d M Y \M ]W S Q ^Q T ‘-a Z \f N e e M Y M S \m N S f dQ e ^P d M Y dW P l Mf N e e M Y M S \j M \W Q f de Q Y \W M N Y Q Z \R Z \j M P d Z Y M j M S \31W MW N d \Q Y ‘Q e^P d M YQ Z \R Z \j M P d Z Y M j M S \N dY M l N M k M f N S \W M R P R M Y 3_M P d Z Y M j M S \j M \W Q f d P S fM n Z N R j M S \d e Q Y P d d M d d j M S \Q e ^P d M Y R Q k M Y P S fM S M Y T ‘P Y M N S \Y Q f Z ]M f \Qd Q ^l M\W Mj M P d Z Y M j M S \R Y Q a ^M j dQ e ^P d M Y R Q k M Y P S fM S M Y T ‘31W Mk Q Y m N S TR Y N S ]N R ^MP S f\W M d ]Q R M Q e P R R ^N ]P \N Q SQ e j M \W Q f d N SP l P N ^P a ^M j M \Y Q ^Q T ‘d \P S f P Y f d e Q Y W N T W %R Y M ]N d N Q Sj M \Y Q ^Q T ‘Q e \W M ^P d M Y R Q k M Y P S f M S M Y T ‘P Y M R Y M d M S \M f 3o M l M ^Q R j M S \\Y M S f e Q Y ^P d M Y Q Z \R Z \j M \Y Q ^Q T ‘N d T N l M S N S\W M M S f3p 8DH >;E 9!^P d M Y R Q k M Y 0^P d M Y M S M Y T ‘0j M \Y Q ^Q T ‘\M ]W S Q ^Q T ‘引言激光功率能量的计量是伴随着激光技术的发展而发展的/早在$#世纪(#年代-伴随着第一台激光器的产生和发展-就提出了量化激光器输出的要求-随即激光参数计量技术便被提到了议事日程q "r 5s/伴随着新型光源激光的出现-人们迅速发现很难量化激光器的输出/许多早期的激光器工作在脉冲模式下-脉冲输出能量约"t -峰值功率为几十兆瓦-这些数值足以使绝大多数的光电探测器输出饱和/而其他类型的激光器-如g +$激光器输出几瓦的连续功率-该功率值极易对常规的探测器造成损伤/在多数情况下-基于标准非相干光源的常规辐射探测技术被证明不再适用于激光输出测量/激光功率和能量这两个基本参数是相互联系的-从原理上讲-功率是能量对时间的微分-而能量是功率对时间的积分/因此-通过测量功率和对时间积分-就能够得到激光能量值0通过测量能量和对时间求平均-就可以获得激光平均率值/通常而言-光功率是指连续激光平均功率-而激光能量则是指单脉冲激光能量/收稿日期!$##(%#.%"#0修回日期!$##(%#&%#4作者简介!王雷’"u .(v)-女-陕西榆林人-博士-主要从事光学计量测试研究工作/w %j P N ^!k P S T ^M N x"$(3]Q j第$.卷特刊$##(年""月应用光学t Q Z Y S P ^Q e 6R R ^N M f+R \N ]dy Q ^3$.-’*Z R 3)J Q l 3-$##(为了实现对激光辐射的测量!计量工作者改用热探测方式!用量热器测量激光辐射造成的温度升高!电替代方式实现标定"#$%&!以此完成激光功率和能量的测量’此外!还发展了实用的测量方法以及测量原理"($)*&’*+世纪%+年代后期!随着激光功率能量测量理论研究的不断完善和测试技术的不断提高!研制了不同类型的激光功率能量计’本文对现有的各类激光功率能量测量装置进行了详细介绍!重点介绍了高精度功率能量测量的实现方法!并指出激光功率和能量计量的发展趋势)激光功率能量计量为满足不同激光输出的测量和激光功率及能量计的标定!研究开发了不同类型的激光功率和能量计!以满足不同类型,如功率-能量范围不同!脉冲或连续工作方式不同等.激光功率能量的计量要求’目前!已发展成熟的激光功率能量计主要有光电型-热释电型和量热型等’)/)光电型光电型激光功率计利用光电探测器实现探测!其工作原理与一般光电探测器工作原理相同!均基于光电探测器材料的光电效应!即用激光照射探测器产生与入射光强度成正比的电流输出’对于普通的光电二极管!功率线性范围为纳瓦至毫瓦量级!因此!光电型激光功率计主要用于激光小功率和微能量的检测’计量基准的激光功率计以光陷阱型绝对式量子探测器为代表!其基本工作原理是0利用各种结构的光陷阱吸收近)++1的入射激光辐射!光电探测器输出与入射激光功率成正比的电流!由已知的光电灵敏度值!根据输出的电流信号值即可准确得到输入的光功率值’由于光陷阱的光吸收率接近)!因此!利用该技术可实现探测器的自校准’图)所示是一种基于硅光电二极管的光陷阱型激光功率基准器结构原理图’该装置采用2只反射型硅光电二极管组成有特殊结构的硅光电二极管组!入射光束在其内共经历3次反射!恰好旋转24+5’该设计不仅保证了光陷阱型二极管组的总吸收比超过#个(!减少了原单只硅光电二极管校准中的反射比测量误差!而且还消除了光的偏振对测量数据的影响’图)光陷阱探测器工作原理图678/)9:;<7=8>;7=?7>@A:B:>C7?D@C;D>E A C A?C:;实现光陷阱功能的结构有多种!如半球反射!表面形成空楔的探测器对!以及其他多次反射的探测结构’图*给出了几种常见的实现)++1吸收的光陷阱探测器结构")2&’图*几种!""#吸收的光陷阱探测器结构678/*F C;G?C G;A:B:>C7?D@C;D>E A C A?C:;H7C I!""#D J K:;J C7:=)/*热释电型热释电型激光功率能量计是利用材料热释电效应进行探测的")#&’探测器的热敏单元通常为热电晶体!它可产生与吸收热量成正比的电荷’晶体的*个表面镀金属膜!用于吸收所有入射激光能量!其响应输出与入射光束形状或位置无关’收集热释电效应产生的所有电荷并通过相应电路输出’图2所示是电标定的热释电探测单元工作原理图’图2热释电探测单元678/2L M;:A@A?C;7?E A C A?C7=8G=7C热释电探测器虽然对测量重复脉冲大于3+++ N O的激光非常有用!但这类探测器耐用性差!因P*#P应用光学*++4!*Q,特刊.王雷!等0激光功率能量计量方法研究此!只要不是测量单脉冲激光能量!且激光平均功率满足要求!建议不使用此类探测器"在激光功率能量计中!这类探测器的作用是扩展主基准的量程#探测器被主基准标定后作为传递标准而使用$%&’%()*"%+,体吸收型体吸收型激光能量计主要用于短脉冲激光能量的测量!尤其适用于脉冲时间为几十微秒或更短的激光"由于激光脉冲的持续时间非常短!热量在很短时间内堆积起来!致使在脉冲持续的时间内热量无法传导出去"而金属材料对激光的吸收为表面吸收!因此!热能将全部积累在材料表面很薄的一层范围内!从而造成材料的损伤"体吸收是解决这一问题的非常有效的手段"体吸收材料可以是气体-液体和固体中的任何一种!其优缺点不尽相同"气体和液体吸收材料的优点是激光造成的损伤可逆!缺点是需要封装!且会导致窗口的反射损失"固体吸收体的优点是不需要外加窗口!但激光造成的损伤是不可逆的"图.所示为基于液体体吸收效应的激光能量计的核心部件"图.液体吸收盒式激光能量计/01+.2345657561895:56;0:<=0>?0@3A 4B 6A 07A B @8该部件的量能器为液体吸收盒!窗口为石英玻璃!盒内盛放液态C D E F .!它吸收红宝石激光器和G H 玻璃激光器的激光脉冲"吸收液中加入少量墨水!可提高光谱吸收范围"在吸收液中埋置有热电偶和电加热器!热电偶用来测量吸收激光能量引起的吸收体温度升高I 电加热器用来标定器件的响应输出"脉冲激光能量可以根据液体盒的比热和温升计算出来!也可以通过已知能量的电脉冲加热液体并与由激光造成的温度上升相比较!根据电能量得到光能量"目前使用的体吸收型激光能量计当中!体吸收探头通常由中性玻璃与热传导金属基底两部分构成一个整体"由于中性玻璃按指数规律吸收激光辐射!吸光的范围为%J J K,J J !而不是在%L J 的范围内"因此!即使在短脉冲条件下!光和热也将在金属基底内沉积一定深度"图&与图(所示分别为基于该原理建立的高功率脉冲激光能量计剖面图和吸收腔剖面图$%M )"其体吸收材料为中密度玻璃!系统配置有呈(N O 角的两块吸收体!第二块吸收体吸收来自第一块吸收体费涅尔反射的激光!通过能量计吸收全部入射激光能量"利用热电堆测量吸收体温升可得到入射激光能量"图&能量计的剖面图/01+&P 5Q :0B 73=R 05;B S =345657561895:56图(能量计吸收腔侧面和横截面剖面图/01+(P 0@5R 05;Q 6B 4445Q :0B 7B S 3A 4B 6A 071Q 3R 0:8B S 57561895:56该装置可测量从可见到近红外波长范围的激光能量!测量激光能量密度的上限为,T U V J W"%+.量热计型量热计型激光功率能量计主要应用于高功率连续波激光测量!其工作原理也是激光的热效应"吸收体吸收全部入射激光辐射后!产生温升!通过测量吸收体的温度升高!利用相应的计算公式来获得激光功率能量值"图M 所示是采用该原理建立的激光能量计$%X )!主要用于低-中功率激光输出测量!测量波长范围为可见和近红外!功率水平为%J Y K%Y !测量不确定度约为N +W &Z"[,.[应用光学W N N (!W M #特刊*王雷!等\激光功率能量计量方法研究图!量热式卡计外观图"#$%!&’()*+,-*./,0#1)+)0-,0/.’)0)2)0$3图4为功率计剖面图5功率计的核心部件是包围着温控壳的圆柱形吸收腔6其作用是提供绝热7恒温8环境5吸收腔与壳层之间安装有真空窗口6窗口稍微有一定的楔角6以消除相干光源的干涉效应5吸收腔末端有一定角度6激光辐射进入后6绝大多数能量被吸收6未被吸收的光功率反射至第二个吸收表面5吸收的光能量转换为热能导致吸收腔温度升高6温升值用热探测器测量5吸收腔外壁安置电加热器6通过注入已知数量的电能量实现仪器标定5图4量热计剖面图"#$%49)*+#,2./:#);,-*./,0#1)+)0国家计量院的激光中功率基准器与基准激光能量计也采用相同的工作原理6其基准结构如图<所示5图<激光中功率基准"#$%<=.’)01)>#?1@(,;)0>.+?1基准采用锥形接收腔6以便于解决普通圆锥腔尖端反射问题5在腔底部设计了A B C 斜面反射的D E F G G 腔体开口6半径角约为E E C 的内消光吸收腔5吸收腔为镜面6其主体为纯铜6内壁镀有镍层形成镜面反射5接收口径D A B G G 6锥顶角约为E H C 6壁厚约为B %A G G 5入射激光经多次反射后逐渐被吸收6从而能够承受较高的激光功率密度5E %I 流水式流水式激光功率能量计是针对特大功率的激光器而设计的6激光能量被吸收后转换成热5为避免吸收体温度过高造成热损伤6在吸收腔外壁绕制循环水冷却装置将能量带走6通过测量流入与流出端水温的改变量得到入射激光功率能量值5图E E 为J K L M 设计的功率计N E <O5它采用的就是流水冷却的工作方式6其可测量功率大于E B B P Q 的连续波激光输出5图E B 激光能量计装置外观图"#$%E B &’()*+,-*./,0#1)+)0-,0/.’)0)2)0$3该装置的吸收腔结构示意图如图E R 所示5吸收腔为多边形结构6采用方斗状入口6用以避免圆锥形入口可能产生的线聚焦6而且方斗的内表面镀金6可形成高反射膜5入射激光主要照射在镀金的柱面反射镜上6并以发散的方式投射在邻近的平面反射镜或喷沙的镀金铜板上6后者把光辐射散射于量热计的内腔面5图E E 吸收腔结构示意图"#$%E E "0.1);,0S,-.T ’,0T #2$*.:#+3该激光能量计可测量E U G V E E U G 波长范围的激光能量值7测量能量上限为E B !W85系统采用电定标方式复现量值6整个仪器重约I B B P X 5该仪器原型的测量时间为R B G Y Z6不确定度为E A %R [6冷却时\H H \应用光学R B B F 6R !7特刊8王雷6等]激光功率能量计量方法研究间长达!"#$改进型的测量时间缩短为!%&’("激光功率和能量的电校准在激光功率能量测量当中$另一个重要的问题就是功率能量计的校准(以上介绍的各类激光功率能量计$其光子型探测器均利用激光在探测器内的多次反射和吸收$吸收率近)**+$因此通过精确获得探测器光电灵敏度可实现自校准(而光热型探测器均采用电校准的方法实现量值的复现$校准方法分为"类,一类为直流电能法-另一类为电容放电法(校准电路分别见图)"和图)!所示(图)"直流电校准线路图./01)"2/345/67/80389:;37/3<464533<=648>/?386/;=图)!电容放电校准线路图./01)!2/345/67/80389:;348@84/68=4<7/A 4B 830<48>/?386/;=直流电能法是把可测算的直流电能输入能量计进行电校准的(这种方法适且于对时间常数较长的绝对型能量计进行高精密的电校准(电容放电法是将充电后的电容储能输入能量计进行电校准的$仅用于时间常数较短的绝对型激光能量计$以检验其时间常数和性能稳定性等(!结束语激光功率能量的准确计量对激光技术的发展至关重要$新类型激光器的出现对激光功率能量探测提出了新的要求(目前激光功率能量的探测中急需解决两方面问题,一是如何提高激光功率能量计量精度-二是如何解决激光微功率C 微能量计量及大功率C大能量的准确计量(激光技术的发展对大功率和大能量以及微功率能量计量提出了新的要求(大功率激光器D 主要为化学激光器E输出功率达数十万焦耳以上$极易对材料造成损伤$普通的激光能量计无法对其进行探测(若用传统的卡计量$需要!FG 量级的精密衰减器$因此难以保证测量精度(而在激光告警C 激光测距等方面则急需解决微弱功率和能量的准确计量$因此$大功率以及微弱激光输出的准确计量是目前需要解决的一个重要问题(此外$如何进一步提高激光功率与能量计量准确度也是目前各发达国家普遍探索的一个问题$而其中一个非常有效的途径就是将功率或能量计溯源至低辐射计(低温辐射计的工作原理与常温下的辐射计工作原理相同$不同之处在于低温辐射计工作在液氦温度下(在低温条件下$光电等效性得到了极大改善$因此低温辐射计测量不确定度水平极高$在测量低功率的连续波激光辐射中$低温辐射计能提供最低的测量不确定度(建立低温辐射计与激光功率计的联系$将是提高激光功率能量计量水平的一个重要途径(参考文献,H )I J K LM N K OPQ 1M R S T ’U T V UW T X Y V &%Z S Z V[Y V\]X R Z UX T R Z V R H P I 1P ^#_R &W R J ,O W &Z ’S &[&W ‘’R S V ]%Z ’S R $)a b c $d ,e e !f e e c 1H "I g ‘N h i j j 1k T X Y V &%Z S Z V[Y VX T R Z VZ ’Z V l _%Z T Rf ]V Z %Z ’S R H P I 1M \\m \S$)a b )$)*D )E ,)!"f )!c 1H !I O j‘n o N p $N q O O J p p n L $k M O J L J 1M W T Xf Y V &%Z S Z V [Y V #&l #f \Y r Z V k L X T R Z V R H P I 1‘J J Jn V T ’R ‘’R S V ]%jZ T R $)a b "$‘j f",G !G f G !d 1H G I LJ O n JK $k M O JL J $N M O jq O O J s M p 1M V Z [f Z V Z ’W Z W T X Y V &%Z S Z V[Y VX T R Z VZ ’Z V l _%Z T R ]V Z %Z ’S R H P I 1P N Z R s T Sg ]V O S T ’U $)a b "$b e M ,)!f "e 1H c I O jM n o J N OOJ $Q J m N Q JjT t R _%Y ’t Y 1k T X Y 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J,>8;15W383-2<7-./.651783231:51P7\P9;5N31L&6.<31<!*#,>$$$U1.-<>-<2108V3.<?@"B E?>V9R B D E@9E A,bACb应用光学R H H A?R B S特刊T王雷?等D激光功率能量计量方法研究。

测量光功率的设备选型与标定方法介绍

测量光功率的设备选型与标定方法介绍光功率的测量在光通信、光纤传感、激光器测试等领域中具有重要意义。

精确测量光功率需要选择合适的设备，并进行有效的标定。

本文将介绍光功率测量的设备选型和标定方法。

一、光功率测量设备选型1. 光功率计光功率计是光功率测量中最常用的装置之一。

根据测量原理的不同，光功率计可以分为热式功率计和光电式功率计两大类。

热式功率计通过光腔将被测光束吸收转化为热量，再通过传感器测量产生的温度变化来计算光功率。

它具有较高的测量精度和较宽的测量范围，适用于大部分应用场景。

光电式功率计则是利用光电转换效应，将被测光束转换为电信号，并通过电路进行处理和放大，最后得到光功率值。

它具有较高的灵敏度和较快的响应速度，适用于测量低功率光束或需要高时分辨率的领域。

在选购光功率计时，需要考虑测量范围、精度、响应速度、刻度因数校准等因素。

此外，还需要根据实际需求选择合适的光纤接口类型、显示方式和数据记录功能等特性。

2. 光功率传感器光功率传感器是一种被动设备，用于在光纤通信系统中检测和测量光功率。

它通常以模块化的形式提供，可直接连接到光纤系统中。

光功率传感器的选型要考虑光纤接口类型、波长范围、测量范围、精度等因素。

在选择时，需根据实际需要确定合适的传感器类型，如单模光纤传感器、多模光纤传感器或脱落衰减器等。

3. 光功率标准源光功率标准源是用于标定光功率计的设备，具有已知的光功率值，可用于校准和检验光功率计的准确性和测量误差。

选择光功率标准源时，需考虑其波长范围、功率范围、稳定性和精度等因素。

同时，还需关注标准源的实际使用寿命和校准周期，以保证测量的准确性和可靠性。

二、光功率测量设备标定方法1. 校准前准备在进行光功率测量设备的标定之前，需进行一系列的准备工作。

首先，要确保所使用的光功率计和标准源的适配性和稳定性。

其次，需要检查并校准光功率计的刻度因数，以确保测量结果的准确性。

2. 标定过程标定光功率计的过程可以分为两个主要步骤：校准和验证。

激光功率计激光能量计功率能量计使用说明书！

简介北京恒奥德科技有限公司提供各种激光及其它光辐射探测器和测量仪器、超微型测温热电耦，承担激光和其它辐射的测量、特殊要求的温度监测，传感器的研究、设计和试制任务。

概况LPE-系列是一种新型宽光谱响应、高灵敏度、快响应、低温漂，具有峰值保持功能、数字直读的激光功率和能量两用测量仪器。

独特的专利技术使它在灵敏度和响应速度上大大超过相同量程的其他同类探测器。

该系列仪器已经广泛应用于从紫外至远红外和各种激光及其它光辐射强度的测量激光医学、激光防护、激光加工、激光测距、激光动植物生理反应等要求高稳定、高精度、高灵敏的辐射强度测量；受激拉曼散射，四波混频、锁模微微秒光脉冲能量监测；激光分离同位素等研究课题中各种辐射信号的检测等等。

本仪器包括主机、探测器两部分，测量结果由一个三位半的数字电压表直接显示、便于观察记录。

LPE-1A型激光功率能量计是全国第一款宽波段、高灵敏、数字式激光功率和能量两用量热式测试仪，该测试仪的设计和工艺制作具有独创性，在宽波段、高灵敏、快响应方面，与国内单机能量计和单机量热式功率计相比，为国内领先水平、该仪器大部分也优于某些国外产品。

”本测试仪曾获中国科学院成果一等奖，国家级科技进步三等奖。

技术指标LPE-1A：（1）测量对象：连续激光功率和单次脉冲激光能量两用：（2）光谱响应范围：0.19μm～11μm；（0.19μm～2.5μm响应均匀性偏差小于±2.7％）（3）敏感面积：Φ10mm；（4）探测器可承受的最大峰值功率密度：100MW/cm2；（5）量程：分四档 1.999mW/mJ, 19.99mW/mJ,199.9mW/mJ, 1.999W/J；（6）分辨率：1μW; 1μJ；（7）响应时间：1秒（8）温漂： 5分钟内＜±1％满量程；（9）模拟输出：1～1999mV；（10）不确定度：±5％电源：220V，50Hz，10VA主机外形尺寸：280×99×280mm3使用条件：一般光学实验室，避免直接气流扰动。

激光能量测量方法

激光能量测量方法
一种常见的方法是利用能量计。

能量计就像是激光能量的小管家，它能把激光的能量数值给你显示出来。

能量计有不同的类型呢，比如热释电型的。

这种能量计的原理就像是一个很敏感的小温度计，激光打上去，它会因为吸收激光能量而产生温度变化，然后通过一些巧妙的转换，就把这个能量的大小给测出来啦。

就好像你给它一个小惊喜（激光能量），它就回报给你一个准确的数字。

还有量热型的能量计。

这就更直白啦，激光的能量被它吸收后，它会根据产生的热量来计算能量。

你可以想象它是一个小小的热量收集器，把激光的能量都变成热量，然后说：“我知道你（激光）有多少能量啦！”
另外呢，光电型的能量计也很厉害。

它是利用光电效应，激光照上去，会产生电流或者电压的变化。

这就像是激光和能量计之间在玩一个小游戏，激光一照，能量计就通过电流或者电压的变化告诉我们：“看，这就是激光的能量哦。

”
在实际测量的时候呀，我们还得注意一些小细节。

比如说测量的环境，不能有太多干扰，就像你专心做一件事的时候，不希望旁边有人捣乱一样。

要是周围有其他的光或者电磁干扰，那测量出来的结果可能就不准确啦。

而且呢，测量的时候激光要准确地打到能量计的接收部位。

这就好比投篮一样，得投到篮筐里才行。

如果激光打偏了，那得到的能量数值肯定就不对啦。

浅议微弱激光功率计的检测方法和技术

ＰＮ结的光敏区Ｐ型半导体表面时，分不同情况产生不同方向的生载流子和自由电子：只有当入射光的能量大于ＰＮ结禁带宽度时，Ｐ型光敏区则产生大量向ＰＮ结扩散的生载流子，并在内建电场的作用下，可能会空穴停留于ＰＮ结Ｐ型光敏区半导体的一侧，而自由电子却被拉到ＰＮ结Ｎ型半导体的一侧，这样一来原有的ＰＮ结动态平衡的状态被打破，耗尽层宽度缩短，导致内建电场电势差减小并形成光生电势差。此时，当外接负载时就会产生有Ｎ型半导体区域向Ｐ型半导体区域流动的光电流。
头是在ＰＮ结的基础上发展出来的光电转换器件，其原理基于ＰＮ结光伏效应（图２为ＰＮ结光伏效
图ｌ光功率测量系统原理图
应原理图的简单示意图）。简单来说，激光射在
《仪器仪表与分析监测》２０１７年第３期
向莉
（北京自动化院技术研究院，北京１００００９）
【摘
要】微弱激光功率检测系统最大的特点在于快速精确地检测微弱激光功率，在检测过程
中运用一定的技术和方法高速测量激光信号传输衰减与损耗。概述了微弱激光功率的检测原
光功率测量系统运用了系统的概念，由具有光功率测量功能的光学系统、光电探测器和电子系统等部分组成。系统原理图如图１

激光功率计_能量计

一、探头
Laser Point公司提供的探头主要有表面吸收热探头、准分子吸收体探头、体吸收热探头等。

激光功率测试方法

激光功率测试方法激光功率测试是确定激光器输出功率的一种常见方法。

正确测量激光功率对于激光器设备的性能评估和质量控制至关重要。

本文将探讨一些常见的激光功率测试方法，用于测量激光器的输出功率。

首先，最常见的方法是使用功率计进行测量。

功率计是一种测量激光功率的仪器，可以直接读取激光的输出功率。

在使用功率计之前，需要先校准功率计以确保其准确性。

校准过程包括将功率计放置在已知功率的激光束下，并将读数与已知功率进行比较。

校准完成后，可以将激光束导入到功率计中进行测量。

在测量过程中，需要使用正确的光传感器，该光传感器的检测范围要适应激光器的输出功率。

同时，为了获得准确的测量结果，在测量之前，需要确保激光器运行稳定，并且待测激光束与传感器保持一定的距离。

其次，另一种常见的方法是使用热态方法进行功率测量。

这种方法基于激光束的功率会转化为热能，并使测量装置的温度升高。

该方法中最常用的测量装置是热传感器。

热传感器通常包括感热片和电热薄膜。

感热片可以吸收激光束的能量，导致温度上升。

该温度变化可以通过测量电热薄膜的电阻变化来确定。

此方法的优势是可以在高功率激光器的测量中获得较高的精确度，但需要注意好热传感器的散热条件，以免因过高的激光功率而引起测量误差。

此外，还有一种称为相对法的方法。

该方法是通过与已知功率的激光束进行比较，而不是直接测量待测激光器的功率。

这可以通过使用功率分束器和标准功率计来实现。

先将已知功率的激光束和待测激光束分别经过功率分束器，然后分别使用功率计进行测量。

通过比较两个测量值，可以确定待测激光束的功率。

另外一个常见的方法是使用能量计进行功率测量。

能量计是一种测量激光脉冲能量的设备，通过测量脉冲激光器的能量和频率来计算平均功率。

为了进行测量，需要将激光脉冲导入能量计，并将脉冲能量的读数与频率相乘，以获得平均功率。

综上所述，激光功率的测量是激光器性能评估和质量控制的关键环节。

常见的测试方法包括使用功率计、热态方法、相对法和能量计。

如何选取激光功率计和能量计

图 4：Gentec-EO公司的Mach 5型数字焦耳计，用于测量高重复频率的 DPSS、调Q激光器和重复频率高达130kHz的超快光纤激光器的输出，测量精度高达12位。Mach 5在最大重复频率下可以存储多达400万个脉冲（40秒的数据）。Mach 5的探头包括热释电探测器、硅探测器和InGaAs 探测器，可测量的能量范围从ȝJ到mJ量级，测量精确度可达4％。
源于弱光源（如荧光），还是来源于续波
高能量的脉冲激光器，功率和能量计所使用的传感器通常是热电堆或光电场上应用的三种主要传感器类型有：
都是实验室、生产部门或是工作现场二极管。能量计则通常用于测量脉冲光电二极管、热传感器和热释电传感
等多种应用环境中必不可少的工具。激光，即单脉冲或者重复脉冲光源，器。光电二极管传感器由光电二极管
宽从 fs 到 ms）和宽能量范围（从和热漂移的影响，因此更难准确使用。
50nJ 到焦耳量级）的测量。光电探目前市场上已经有一些热探测器结合
测器则适合测量低能量（从 fJ 到 mJ 了温度稳定技术，从而大大减少了热
量级）的短脉冲（脉宽从 fs 到 ms）。漂移。
每个探头和仪器模块的关键指标的
传感器部分（也称为探测器或探头），两者结合在一起就组成一套“ 测量系统 ”。另一些厂商将这两者统称为测量仪。无论哪种分类方式，传感器都
有快速响应时间的传感器对波长敏感，因此最适用于测量低功率激光。
热传感器通过将入射光转换成热能来测量功率或能量。热传感器在 186nm~10.6ȝm 的波长范围内具有平
34 January 2011 Laser Focus World China ▔‫ܝ‬Ϫ⬠

激光功率计原理

激光功率计原理激光功率计是一种用于测量激光器输出功率的仪器，它在激光技术和光学领域中具有重要的应用价值。

激光功率计的原理是基于光学吸收和热学效应的基础上，通过测量光束吸收能量的方式来确定激光器输出的功率。

在本文中，我们将深入探讨激光功率计的原理及其工作原理。

激光功率计的工作原理主要包括两个方面，光学吸收和热学效应。

首先，当激光束通过功率计的探测器时，探测器会吸收光束的能量。

其次，吸收的能量会转化为热量，导致探测器温度升高。

通过测量探测器温度的变化，可以确定激光束的功率大小。

这就是激光功率计的基本工作原理。

在实际应用中，激光功率计通常采用热传导或热辐射的方式来测量探测器温度的变化。

热传导式功率计通过将光束能量转化为热量，再通过热传导的方式传递到探测器表面，最终测量探测器温度的变化来确定激光功率。

而热辐射式功率计则是通过将光束能量转化为热量，然后以辐射的方式传递到探测器表面，再测量探测器表面的辐射强度来确定激光功率。

除了热学效应，激光功率计还利用了光学吸收效应。

当激光束通过功率计的探测器时，探测器会吸收光束的能量，从而导致探测器温度的变化。

通过测量探测器温度的变化，可以确定激光束的功率大小。

因此，光学吸收效应是激光功率计工作原理中至关重要的一部分。

总的来说，激光功率计的原理是基于光学吸收和热学效应的基础上，通过测量光束吸收能量的方式来确定激光器输出的功率。

在实际应用中，热传导和热辐射是常用的测量探测器温度变化的方式。

同时，光学吸收效应也是激光功率计工作原理中不可或缺的一部分。

总结一下，激光功率计的原理是相当复杂的，涉及到光学吸收和热学效应等多个方面。

通过对这些原理的深入理解，可以更好地应用激光功率计，从而推动激光技术和光学领域的发展。

希望本文能够对激光功率计的原理有所帮助，谢谢阅读！。

光源光功率计选购指南

光源光功率计选购指南光源和光功率计是工程检测人员使用率最为频繁的通信测试仪表之一。

由于相对较低的技术要求和资金投入，使得越来越多的厂家涉足这些小光表上，市场上也陆续出现了众多不同品牌的光源和光功率计，它们的水平参差不齐，性能也不尽相同。

如何选择一款适合自己的光源光功率计?——本文中，我们提到的几点参考意见，希望能够给您带来帮助。

首先，我们从仪表的外观开始看起。

由于光源光功率计很多情况下是在野外现场使用，再加上使用的频率很高，所以，仪表能否提供较好的抗震防摔的保护装置显得很重要。

笔者就亲眼见过某知名厂家的光源在给客户演示时就因为不小心掉在地上而不能正常发光。

试问这样的小巧精致的知名品牌仪表又能够给用户带来什么样的价值呢?所以我们建议用户选择有良好保护装置的手持仪表。

接下来，我们从测试性能来考虑。

对于光源来说，发光类型是至关重要的。

激光管(LD)发射的光，波长带宽较窄。

与LED光源相比，虽然激光光源提供更大功率，但价格高于LED。

激光管常用于损耗超过10dB的长途单模系统。

应尽量避免用激光光源测量多模光纤。

发光二极管(LED)：LED具有比LD 更宽的光谱，通常范围为50~200nm。

另外，LED光是非干涉光，因而输出功率更加稳定。

LED光源比LD光源要便宜的多，但对最坏情况损耗测量显得功率不足。

LED光源典型应用在短距离网络和多模光纤的局域网LAN中。

LED可以用于激光光源单模系统进行精确损耗测量，但前提条件是要求其输出足够功率。

所以用户可以根据自己的具体测试要求选择相应的发光类型。

其次，我们要注意光源的稳定度。

这也是一个非常重要的参数，它直接影响到测试的准确性。

目前市面上的各类光源的稳定度一般是在0.02dB～0.08dB(一小时)，0.10dB～0.15dB(八小时)，好的稳定度需要更好的硬件和电路支持，所以稳定度会影响到价格;建议大家选用稳定度高的光源，以保证良好的测试性能。

对光功率计而言，测试范围很重要。

激光功率与能量测量

激光的特性，包括它在时间、空间和频谱中的分布特性，由各种激光参数表征。

激光参数测量是激光技术中的一个重要方面，也是激光器的研究、生产和应用中的一项基础工作。

激光功率与能量测量主要是连续激光功率和脉冲激光能量的测量。

这些参数表明激光的有无和强弱。

其他激光参数的测量，大多与功率和能量的测量有关。

对于脉冲激光，常用能量计直接测量单个或数个脉冲的能量，也可用快响应功率计测量脉冲瞬时功率并对时间积分而求出能量。

对于连续激光，可以直接用功率计测量激光功率，也可以用测量一定时间内的能量的方法求出平均功率。

激光功率计和能量计的接收器通常有光电型和光热型两种，仪器的示值与所测激光功率或能量成线性关系。

光电型的灵敏度高、响应快；光热型的光谱响应曲线平坦、稳定性好。

不同种类的激光需要用不同的仪器测量。

大功率激光测量常用流水式量热计，调Q 激光能量测量常用体吸收型和多次反射式量热计。

为了避免强激光的损害，激光功率和能量测试系统配有各种形式的衰减器。

激光频谱特性参数测量包括波长、谱线宽度和轮廓、频率稳定性和相干性等参数的测量。

激光波长测量使用光谱仪和干涉仪。

大多数激光波长计的主体部分是干涉仪。

也可用差拍和外差的方法测量激光波长。

激光波长测量需要各级标准波长谱线辐射源。

一般可使用各种元素灯。

某些分子饱和吸收谱线稳定的高稳激光，其波长值的相对不确定度小于1×10-10,可作为精密测量的标准。

在日常实验中，可用某些原子、分子的饱和吸收谱或光电流谱的谱线波长值来标定。

后者方法比较简便，标定精度可达0.001埃。

由于光速已知,波长测量也可通过光频测量来实现，但这需要有利用微波频标来测量光频的频率测量链。

激光频率稳定性是指连续运转的激光，在一定时间间隔内，频率起伏的方差与该时间内的平均频率之比。

频率稳定性通常用拍频方法测量。

谱线宽度测量须使用高分辨率的光谱仪和干涉仪。

激光的相干性也可用干涉技术测量。

激光空域特性参数测量包括测量激光光束直径、发散角、椭圆度、横模式、近场和远场花样等。

激光器的特性和性能测试

激光器的特性和性能测试激光器作为一种重要的光学器件，被广泛应用于医疗、通信、材料加工等领域。

为了确保激光器的性能和质量，需要对其进行特性和性能测试。

本文将从激光器的特性和性能测试方法、测试指标以及测试技术等方面进行探讨。

一、激光器的特性和性能测试方法激光器的特性和性能测试是对激光器输出功率、波长、光束质量、稳定性等参数进行测量和评估的过程。

常用的测试方法包括光功率测量、波长测量、光束质量测量和稳定性测试等。

光功率测量是对激光器输出功率进行测量的方法之一。

常用的光功率测量仪器有功率计和能量计。

功率计适用于连续激光器的功率测量，能量计适用于脉冲激光器的能量测量。

在进行光功率测量时，需要注意选择适当的探头和测量范围，以确保测量结果的准确性。

波长测量是对激光器输出波长进行测量的方法之一。

常用的波长测量仪器有光谱仪和波长计。

光谱仪适用于连续激光器的波长测量，波长计适用于脉冲激光器的波长测量。

在进行波长测量时，需要注意选择适当的光谱仪或波长计，并进行仪器的校准，以确保测量结果的准确性。

光束质量测量是对激光器输出光束质量进行评估的方法之一。

常用的光束质量测量仪器有M2仪和光束质量分析仪。

M2仪适用于连续激光器的光束质量测量，光束质量分析仪适用于脉冲激光器的光束质量测量。

在进行光束质量测量时，需要注意选择适当的仪器，并进行仪器的校准，以确保测量结果的准确性。

稳定性测试是对激光器输出稳定性进行评估的方法之一。

常用的稳定性测试仪器有功率稳定性测试仪和波长稳定性测试仪。

在进行稳定性测试时，需要注意选择适当的仪器，并进行仪器的校准，以确保测量结果的准确性。

二、激光器的特性和性能测试指标激光器的特性和性能测试指标包括输出功率、波长、光束质量、稳定性等参数。

输出功率是指激光器输出的光功率，通常以瓦特（W）为单位。

波长是指激光器输出的光的波长，通常以纳米（nm）为单位。

光束质量是指激光器输出光束的质量，通常以M2值表示。

稳定性是指激光器输出功率、波长、光束质量等参数的稳定性。

激光功率能量计

工作方式：电流测量和功率测量两种。
主要技术指标：
波长选择：532nm650nm635nm780nm808nm980nm
功率测量范围：0-2000mW
电流和功率通过两个3位半/4位半数C3V和5V，输出电流能力为200mA。
输入电压及容量：220VAC±10%，容量10VA
激光功率能量计
名称：激光功率能量计
型号：TPM-1/TPM-2
概述：单显功率计由功率传感器和功率指示器两部分组成。功率传感器也称功率计探头，它把高频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。本仪器专门为检测激光二极管组件质量、判断其好坏而设计的，它具有体积小、性价比高、使用方便等特点。功率指示器包括信号放大、变换和显示器。显示器直接显示功率值。功率传感器和请拨零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁功率指示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构的需要，一台功率计要配若干个不同功能的功率计探头。
请轻拿轻放，特别应防止探头中的毛玻璃片及硅光电池因震动而脱落或损坏。
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F
测试完毕请关断电源，长时间不用请将输入电源线，激光探头和直流带夹输出线拔掉。
注意事项：
输出直流电源线插头与插座及组件供电线即电源极性切莫装反。
测试过程中直流输出线切勿短路。激光二极管组件切勿触及探头以防损伤其芯片。
为防止组件在启动过程中损坏，本电源设置了?慢启动?功能。因此，每次都要重新开启电源，切莫带电接激光二极管组件。
使用方法：
接上输入电源线和带夹输出导线，红插头对红插座，黑插头对黑插座；红线或白线对应正极，黑线对应负极，切莫混淆；将光探测器的输出插到仪器的_光输入_。
根据测试对象的工作波长，通过两位开关进行选择。
根据极性和连接方式接好激光二极管组件，开启电源，即可进行测试。仪器左边的_mA_表显示的是激光二极管组件电流，仪器右侧的_mW_表显示激光二极管组件的输出功率文档由。测量光功率时请将激光二极管组件的输出光对准探头光输入窗口找出最大值，即为输出光功率。