激光功率计和能量计是如何工作的

激光功率计和能量计是如何工作的

        功率计一般由热电堆或光电二极管组成，热电堆用于测量高功率，光电二极管用于测量低功率。电能表由热释电材料组成，对脉冲信号有响应。其中，将激光功率转化为热量的薄膜层起着非常重要的作用，是激光功率或能量计的核心技术。
        热电堆功率计的响应时间比较慢，这是由它的原理决定的。热电堆功率的响应时间取决于激光被功率计表面的薄膜层吸收后，将激光产生的热量传递到功率计圆盘边缘所需的热量。交货时间。测量功率越大，所需的检测盘直径越大。对于更大的功率计探头，传热所需的时间在秒级，因此超高功率计所需的响应时间也更长。当然，也有一些专门设计的热电偶结构。测量传热的方向与激光的方向一致。这个方向的热电偶做得很细，在微米量级，大大减少了传热所需的时间。热响应时间降至亚毫秒。
        热电堆原理：
        热电堆功率计由串联的热电偶组成。当激光被探头表面的薄膜吸收并转化为热量时，热量传递给热电偶，形成温度梯度场。节点因温差产生热电动势，每对内、外节点串联产生的热电动势的总电压与薄膜层对入射光吸收和转化的热量成正比。
        光电二极管功率计原理：
        光电二极管的核心部分是一个PN结。当对PN结施加适当的反向电压时，由于缺少载流子，因此没有电流流过PN结。当光子照射在PN结上时，电子或空穴脱离束缚，在PN结中形成光生载流子，光生载流子在电场作用下漂移形成电流。部分。光电二极管基于光电效应，响应时间非常快，电流容易饱和，可以智能测量非常小的功率。
        热释电电能表的原理：
        热释电晶体受热时，晶体会产生极化，使晶体两端产生覆盖在晶体两端的极化电荷形成了一个电容器。然后，在温度梯度的作用下，极化电荷在电容两端积累，产生电压信号。电压信号与由检测器膜吸收并从光转换而来的热量形成的温度梯度成正比。热释电探头不适用于检测连续或长脉冲激光，因为电容器的存储电荷很容易饱和，或者电容器只对交流或脉冲信号作出响应。
        高重复频率复合功率计探头原理：
        该探头由光电探测器和热电堆探测器组成。光电探测器响应速度快，可以检测脉冲的相对能量和重复频率。热电堆可以检测到高平均功率。光电探测器得到的数据和热电堆得到的数据可以用来计算高重复频率和高能量的单发脉冲能量。
        具有位置跟踪功能的功率计：
        有些功率计不仅可以检测功率，还可以检测能量中心的位置。这个通过热电偶串联的热电堆引出三个电极，从而可以分别得到四个象限的电压值。根据四个象限的电压信号，可以计算出能量中心在四个象限中的位置。