探针台
Probe Stations
一、工作原理
1、热电式激光功率计:
(1)基于珀尔帖效应或热电堆效应。
(2)将接收到的光信号转换为热能,再转换为电信号进行测量。
(3)通常由探测器、放大器、温度补偿电路、指示器等部分组成。
热电式激光功率计由激光等光信号照射到热电式功率计的探头表面,探头表面的吸收体膜层将光能量吸收并转化为热量。转化后的热量向热电偶传递并在热电偶及其周围形成温度梯度场。由于热电偶的内外两个节点存在温度差,因此会产生温差电动势。通过测量温差电动势所形成的电压,可以推算出入射光的功率值。
热电式激光功率计
2、光电式激光功率计:
(1)基于光电效应。
(2)使用光敏元件(如光电二极管或光电探测器)将接收到的光信号直接转换为电信号。
(3)电信号经过放大、模数转换和数字处理后,得到光功率的数字化测量结果。
光电式激光功率计是一种基于光电效应原理来测量光功率的仪器。当光照射到光电探测器上时,光子会激发探测器内的电子将光信号转换为电信号,从而产生电流。这个电流的大小与入射光的功率成正比,因此可以通过测量电流来推算出入射光的功率。响应速度较快能够实时反映光功率的变化,适用于小功率激光测量。
光电式激光功率计
二、性能特点
1、热电式激光功率计:
(1)具有较宽的测量范围和较高的测量精度。
(2)适用于大功率连续激光测量,以及需要长时间稳定测量的场合。
(3)对环境温度的变化有一定的补偿能力,提高了测量的稳定性。
(4)但响应时间相对较长,不适合测量快速变化的光信号。
2、光电式激光功率计:
(1)具有较快的响应速度和较高的灵敏度。
(2)适用于小功率连续激光测量,以及需要快速响应的场合。
(3)能够捕捉到微弱的光信号变化,具有较高的测量精度。
(4)但测量范围可能受到限制,且对使用波长有一定限制(如Si光电二极管只能测量1μm以内的光)。
三、适用场景
1、热电式激光功率计
(1)材料科学研究:在材料科学领域,热电式光功率计用于研究激光与各类材料的相互作用特性,如钙钛矿光伏材料的光学特性研究。
(2)量子光学实验:在量子光学实验中,需要极其精确地控制和测量激光的高功率,热电式光功率计能够满足这一需求,确保量子纠缠态的形成。
(3)光通信设备制造:在光模块、光纤放大器等光通信设备的制造过程中,热电式光功率计用于精确控制激光的高功率输出,确保设备性能符合标准。
(4)芯片退火工艺:在芯片退火工艺中,热电式光功率计监测激光的功率变化,确保加热过程中激光功率的稳定,从而提高芯片的整体性能和可靠性。
(5)医疗领域:在激光医疗设备中,热电式光功率计用于确保激光功率在安全范围内,避免对患者造成伤害。
(6)大功率激光器测试:在大功率激光器生产装配与测试、激光切割以及功率计脉冲激光实验中,热电式光功率计提供精确的激光功率测量,是确保激光器稳定运行的关键工具。
2、光电式激光功率计:
(1)光通信:在光纤通信系统中,光电式光功率计用于测量光通信设备的输出功率、损耗等参数,对提高通信质量和稳定性至关重要。
(2)激光雷达与光传感器:在激光雷达和光传感器领域,光电式光功率计提供精确的激光功率测量,为系统的可靠运行提供有力保障。
(3)硅光芯片测量:硅光芯片是实现光信号传输和处理的关键元件,光电式光功率计能够准确测量硅光芯片的输出功率,为光通信系统的设计和优化提供数据支持。
(4)激光束形状与分布测量:光电式光功率计不仅可以测量常规激光束的总功率,还可以对点激光束光源、整形后线激光、发光面功率进行测量,为激光科研项目提供全面的技术支持。
(5)激光耦合系统检测:激光耦合系统的性能直接影响到激光能量的传输效率,光电式光功率计能够准确检测激光耦合系统的输出功率,为系统的优化和调试提供重要依据。
(6)发散光束测量:对于发散光束,光电式光功率计采用大靶面探测器及优化设计的积分球式功率计探头,能够有效排除光束发散角影响,准确测量发散光束的功率。
(7)科研与实验:在光学实验、催化剂材料研究等领域,光电式光功率计用于光强的测量和校准,以及光催化性能分析等。
四、其他
光功率也会存在一些特殊应用场景与使用需求,因此还有手持式激光功率计、薄型激光功率计以及积分球式激光功率计等满足不同客户的使用需求。
手持式激光功率计
积分球式激光功率计
薄型激光功率计