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隨著激光技術(shù)在工業(yè)制造、醫(yī)療健康、科研實(shí)驗(yàn)及光纖通信等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，高功率激光功率計(jì)作為激光系統(tǒng)中的關(guān)鍵測量設(shè)備，其重要性日益凸顯。它能夠精確測量激光的功率，為激光系統(tǒng)的優(yōu)化、性能評估及故障診斷提供重要依據(jù)。本文將從高功率激光功率計(jì)的原理出發(fā)，深入探討其不同類型、應(yīng)用領(lǐng)域及使用要點(diǎn)。
(一)光電型
光電型激光功率計(jì)探頭是通過光電二極管，直接將光能轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號以表征激光功率的大小。光電二極管傳感器的核心部分是PN結(jié)，光電二極管實(shí)際上是加了一個(gè)反向偏壓的PN結(jié)，當(dāng)反向偏壓足夠大時(shí)，耗盡區(qū)本征載流子被完全耗盡；由于缺乏載流子，PN結(jié)內(nèi)無電流通過。當(dāng)光照射到光電二極管的光敏面上時(shí)，電子或空穴擺脫束縛，在PN結(jié)內(nèi)形成光生載流子，并在電場的作用下產(chǎn)生漂移而形成電流，光電流的大小與入射光的能力成比例，通過后續(xù)電路放大及轉(zhuǎn)換等處理，最終顯示成可讀取的激光功率值。光電二極管基于光電效應(yīng)，具有響應(yīng)時(shí)間快、光靈敏度高的特點(diǎn)，但很容易電流飽和，只能測小功率；近紅外范圍測量材料鍺、InGaAs等價(jià)格昂貴，因此傳感器尺寸受限；因材料限制，測量波長受限(UV - NIR波段)；與衰減器和積分球結(jié)合擴(kuò)展功率測量范圍，會增加成本。
(二)熱電堆型
目前市場上絕大多數(shù)的高功率激光功率計(jì)探頭都是熱電堆型。其原理是當(dāng)激光被探頭表面的鍍膜層吸收轉(zhuǎn)化成熱量，熱量向熱電偶傳遞并形成溫度梯度場，熱電堆探頭內(nèi)外兩個(gè)節(jié)點(diǎn)由于溫度差產(chǎn)生溫差電動勢，而電動勢的大小則與入射光轉(zhuǎn)化的熱量成比例，每對內(nèi)外節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的溫差電動勢串聯(lián)起來的總電壓與入射光被膜層吸收轉(zhuǎn)化的熱量成比例，最終通過激光功率計(jì)表頭或其它顯示終端得到可讀取的激光功率值。熱電堆型適用于高功率激光功率測量，適應(yīng)從毫瓦到萬瓦級的激光功率測量；但因熱傳遞需時(shí)間，熱電堆功率計(jì)響應(yīng)時(shí)間相對較長，一般在秒或毫秒量級。
(三)其他類型
除了光電型和熱電堆型，還有光輻射計(jì)型、體吸收型和流水式等不同工作方式的激光功率計(jì)。光輻射計(jì)型功率計(jì)通過測量激光的光輻射強(qiáng)度來計(jì)算功率；體吸收型功率計(jì)則是讓激光在特定的吸收體中傳播，通過測量吸收體的溫度變化或物理性質(zhì)變化來確定激光功率；流水式功率計(jì)利用水對激光的吸收和熱交換原理來測量功率。
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