高功率激光功率計的類型及特點

　　隨著激光技術在工業制造、醫療健康、科研實驗及光纖通信等領域的廣泛應用，高功率激光功率計作為激光系統中的關鍵測量設備，其重要性日益凸顯。它能夠精確測量激光的功率，為激光系統的優化、性能評估及故障診斷提供重要依據。本文將從高功率激光功率計的原理出發，深入探討其不同類型、應用領域及使用要點。
 

　　(一)光電型
 

　　光電型激光功率計探頭是通過光電二極管，直接將光能轉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，光電二極管實際上是加了一個反向偏壓的PN結，當反向偏壓足夠大時，耗盡區本征載流子被完全耗盡；由于缺乏載流子，PN結內無電流通過。當光照射到光電二極管的光敏面上時，電子或空穴擺脫束縛，在PN結內形成光生載流子，并在電場的作用下產生漂移而形成電流，光電流的大小與入射光的能力成比例，通過后續電路放大及轉換等處理，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，具有響應時間快、光靈敏度高的特點，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合擴展功率測量范圍，會增加成本。
 

　　(二)熱電堆型
 

　　目前市場上絕大多數的高功率激光功率計探頭都是熱電堆型。其原理是當激光被探頭表面的鍍膜層吸收轉化成熱量，熱量向熱電偶傳遞并形成溫度梯度場，熱電堆探頭內外兩個節點由于溫度差產生溫差電動勢，而電動勢的大小則與入射光轉化的熱量成比例，每對內外節點產生的溫差電動勢串聯起來的總電壓與入射光被膜層吸收轉化的熱量成比例，最終通過激光功率計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，適應從毫瓦到萬瓦級的激光功率測量；但因熱傳遞需時間，熱電堆功率計響應時間相對較長，一般在秒或毫秒量級。
 

　　(三)其他類型
 

　　除了光電型和熱電堆型，還有光輻射計型、體吸收型和流水式等不同工作方式的激光功率計。光輻射計型功率計通過測量激光的光輻射強度來計算功率；體吸收型功率計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變化來確定激光功率；流水式功率計利用水對激光的吸收和熱交換原理來測量功率。