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什么是激光功率传感器?它的作用

时间:2022-11-07 15:24:19 作者:博纳德 点击:

  激光功率传感器是一种检测器,它吸收激光束并输出与光束功率成正比的信号,通常以规定的精度校准到指定的标准,并用作激光功率计的输入

  要使用的传感器类型取决于被测激光束的各种细节,包括功率水平、光谱区域、光束大小等。例如,用于测量从几微瓦到 100 千瓦或更高功率的传感器通常基于各种类型的热探测器,而基于光电二极管的探测器通常是低至纳瓦或皮瓦的较低功率的选择。

激光功率计L50(300)A-IPL-V1(2)

  通常使用的传感器有两种类型:光电二极管传感器和热传感器。光电二极管传感器用于从飞瓦到数百毫瓦和高达 3W 的低功率。热传感器的使用范围从几微瓦到数万瓦。热传感器还可以以不超过每约 5 秒一个脉冲的脉冲速率测量单次发射能量。

  热传感器

  热电堆传感器具有一系列双金属结。任何两个结之间的温差都会导致两个结之间形成电压。由于接头是串联的,并且“热”接头始终位于内部较热的一侧,而“冷”接头位于外部较冷的一侧,因此圆盘上的径向热流会产生与输入功率成正比的电压。激光功率撞击热电堆传感器盘的中心(在热电堆的背面),径向流动并在外围冷却。热电偶阵列测量与入射或吸收功率成比例的温度梯度。

  原则上,读数不取决于环境温度,因为只有温差会影响产生的电压,而电压差仅取决于热流,而不取决于环境温度。由于所有吸收的热量都流经热电偶(只要激光束位于热结的内圈内),探测器的响应几乎与光束大小和位置无关。如果光束靠近内圆的边缘,一些热电偶会变得比其他热电偶更热,但由于测量了所有热电偶的总和,因此读数保持不变。  

  光电二极管传感器

  光电二极管传感器是一种半导体器件,它产生与光强度成正比的电流,并且在从几分之一纳瓦到大约 2 mW 的大范围光功率水平上具有高度的线性度。高于该光照水平,对应于大约 1mA 的电流,光电二极管中的电子密度变得太大,其效率降低,导致饱和和读数降低。

大多数传感器都有一个内置滤波器,可降低检测器上的光水平,并允许在不饱和的情况下测量高达 30mW。大多数传感器都有一个额外的可拆卸滤波器,允许测量到 300mW 或 3 瓦,具体取决于型号。