激光功率和光束焦点位置的准确测量对于激光材料加工非常重要:两者都被列为焊接程序鉴定的工艺基本变量,因此应控制在商定的公差范围内。
可以使用标准激光功率计测量激光功率,主要有两种类型:热量计和热电计。热量计功率计使用定时曝光测量激光功率。它们显示在校准读数刻度上吸收的平均功率,可用于测量连续或脉冲功率输出的平均值。它们的响应时间通常长达几秒。
热释电功率计相对较快,但不能用于直接测量连续激光功率,因为这种类型仅响应入射能量的变化。这些是测量重复频率高达数百 kHz 的脉冲激光输出的首选。
目前,市售激光功率计的选择范围很广。为给定应用选择特定仪表将取决于光谱范围、灵敏度或所需的最小响应以及损坏阈值。为产生可重复和准确的测量结果,应定期校准所有激光功率计。
可以使用多种方法测量光束焦点位置。可以使用标准光束轮廓测量和诊断系统进行精确测量。对于这些系统中的大多数,激光束通过包含旋转针孔的探头进行扫描,该探头用于耦合出聚焦区域中的一小部分辐射并将其引导至检测器。扫描轨迹的位置可以在 y 和 z 方向上移动,因此可以在几分钟内测量光束的一个平面。这可以在聚焦头的不同位置重复,以建立光束的完整轮廓,显示束腰和焦深等。
通过测量聚焦区域的激光功率密度分布,可以准确测量以下光束参数:
1、焦点半径
2、焦平面在空间中的位置
3、空间功率密度分布
4、光束传播比 M 2
使用不同的检测器和特殊的测量尖端,可以检测由高功率二极管激光器产生的高度发散的光束。
大致的光束焦点位置可以通过在平坦的阳极氧化铝板(或相纸)上的不同焦点位置进行一系列光束打印测试,或通过在倾斜的阳极氧化铝板上进行光束扫描来确定。这些方法简单、易于实施并且需要最少的资本投资——但它们不如专用光束轮廓测量系统准确。