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高功率激光测量挑战和解决办法

时间:2024-03-19 14:24:05 作者:博纳德 点击:

  高功率连续波激光器的输出功率从几十瓦到几百千瓦。焊接、切割和金属增材制造/3D 打印、材料加工和测试,这些激光器对测量其特性提出了独特的挑战。不仅需要测量所传输的激光功率,而且还必须解决光束质量的表征以及光束与材料耦合的量化问题。以下是在测量高功率光束时,必须解决许多重要的挑战。

高功率激光测量挑战和解决办法

  冷却

  1、挑战

  所有进入激光功率计传感器的功率必须要快速的移除,否则热量会在传感器内部积聚并造成严重损坏。

  2、解决办法

  当功率高于几十瓦时,可以添加风扇来帮助去除激光功率计传感器中的热量。额定功率超过几百瓦的传感器的常用水冷。大多数常规热电堆型激光功率计传感器使用水来去除热量。

  损坏

  1、挑战

  即使激光功率计传感器的主体能够耗散预期的总功率,吸收器表面也必须能够处理其将暴露的功率密度。 损坏阈值(吸收器可以处理的最大功率密度,超过该功率密度,表面就有局部烧伤损坏的风险)取决于功率水平,并且随着功率的增加,给定激光功率计传感器吸收器变得更加脆弱。

  2、解决办法

  当我们测量时,通常将传感器放置在焦平面上 。在焦平面上,工件被钻孔和焊接,传感器也是一样。焦点外的瓦数与焦点内的瓦数相同,因此通常避免损坏的最佳方法是找到光束足够散焦的位置,从而不再需要担心损坏阈值。也可以使用使用具有额定功率密度所需吸收器的传感器

  反向散射

  1、挑战

  典型的热电堆激光功率计传感器吸收约 90%(根据波长略有变化)。 10% 的背向反射通常是漫反射,在中等功率水平下不会考虑太多。但在 50 kW 时,反向散射是5 kW!

  2、解决办法

  我们可以提供“分散护盾”作为可选配件。配件吸收一些反向散射光,并将其中一些反射回传感器孔径中,从而将反向散射减少约 70%。

  工业环境的适用性

  1、挑战

  专为高功率设计的激光功率计传感器通常很大(实现所需的散热)。然而,现代生产车间采用高度自动化,需要集成到工厂网络中,激光功率计传感器仪器的占地面积必须保持较小。

  2、解决办法

  使用专为较低功率设计的激光功率计传感器,其体积较小,然后将激光功率计传感器暴露在高功率光束下很短的时间,使传感器能够测量它。

  功率不断增加

  1、挑战

  在当今的工业应用中,激光器的功率越来越高的。测量越来越难。

  2、解决办法

  可以使用120K-W激光功率计传感器,可以测量高达 120 kW 功率的商用传感器(尺寸小、响应时间快)。专为工业材料加工、军事定向能应用等应用中使用的光纤激光器而设计。考虑到它的功能。由于其工作方式,它在某种意义上几乎就像黑体 - 反向散射低于 1%,从而最大限度地减少安全隐患。

  深圳市博纳德精密仪器有限公司经营的产品有:Ophir激光功率计、Ophir光束质量分析仪、Scitec光学斩波器、SRS放大器、Femto电流放大器、Femto电压放大器、Femto光电探测器、Femto锁相放大器、脉冲发生器、AA Lab Systems放大器/信号调节器、美国DL Instruments前置放大器等其它设备,如有需要可以联系我们。