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激光功率計(jì)的工作原理

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:3670次  |  2020年02月04日  

通常光功率計(jì)采用了精確的校準(zhǔn)技術(shù),可測(cè)量不同波長(zhǎng)的光功率,是光電器件、光無(wú)源器件、光纖、光纜、光纖通信設(shè)備的測(cè)量,以及光纖通信系統(tǒng)工程建設(shè)和維護(hù)的必備的測(cè)量工具。


常用到激光能量計(jì),用來(lái)探測(cè)重復(fù)脈沖激光的單發(fā)能量和單脈沖激光的能量。Ophir的熱電堆型激光功率計(jì)通過(guò)熱電堆結(jié)構(gòu)將光能轉(zhuǎn)換成熱量,再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出,通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)精確測(cè)量激光功率的大小。激光功率計(jì)一般由探頭和顯示設(shè)備組成,激光功率計(jì)探頭按照不同的原理和材料分為熱電堆型(thermal)、光電二極管型(pD:photodiode)、以及包含兩種傳感器的綜合探頭(Rp),激光能量計(jì)則有熱釋電傳感器(pE:pyroelectric)和熱電堆(Thermal)傳感器探頭。


1、功率測(cè)量原理

激光探頭是一個(gè)涂有熱電材料的吸收體,熱電材料吸收大部分的光能量并轉(zhuǎn)化成熱量,只有少部分反射。吸收與反射比例與材料的光譜響應(yīng)曲線有關(guān),吸收體的儲(chǔ)熱體和它的厚度決定了熱量傳輸?shù)教筋^的速度和反應(yīng)時(shí)間。探頭溫度變化,能夠產(chǎn)生電流,電流通過(guò)薄片環(huán)形電阻轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)傳輸出來(lái)。



激光入射,測(cè)得的電壓隨時(shí)間快遞上升,然后在緩慢衰減,一段時(shí)間后恢復(fù)到零。這就是測(cè)量的熱現(xiàn)象,上升和衰減時(shí)間不受負(fù)載電阻影響。


最大電壓與初使電壓的差值就是測(cè)量電壓,測(cè)量精度得到NIST校準(zhǔn)授權(quán)。只要最大能量不超負(fù)荷,測(cè)量精度可以得到保證。



熱電偶實(shí)際圖是一個(gè)兩端附不同金屬的結(jié)構(gòu),一端為熱端另一端為冷端或參考端。在激光測(cè)量時(shí),熱端吸收激光能量,另一端下沉,兩端任何的溫度變化將在兩端間產(chǎn)生電壓,這就是功率計(jì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)。



2、功率計(jì)的標(biāo)定

功率計(jì)標(biāo)定的目的,是校準(zhǔn)自身測(cè)量精度,保證測(cè)量數(shù)值在功率計(jì)使用報(bào)告的誤差范圍內(nèi),從而保證功率計(jì)正常的使用精度。


功率計(jì)標(biāo)定采用第三方功率計(jì)來(lái)測(cè)量,根據(jù)出廠標(biāo)定報(bào)告,采用不同的功率,在不損壞功率計(jì)的前提下,檢驗(yàn)功率計(jì)實(shí)際標(biāo)定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。




功率測(cè)量,是考慮系統(tǒng)和隨機(jī)誤差基礎(chǔ)上,獲取功率真實(shí)值的一個(gè)過(guò)程,存在一定的功率不確定性。對(duì)于功率測(cè)量,存在兩種功率,一種是準(zhǔn)確度,即實(shí)測(cè)值與真實(shí)值之間的偏差;另一種是功率穩(wěn)定性,即反復(fù)同一條件測(cè)量的功率波動(dòng)范圍。


通常每12個(gè)月需要進(jìn)行一次功率標(biāo)定。


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