激光功率計的工作原理
通常光功率計采用了精確的校準技術(shù),可測量不同波長的光功率,是光電器件、光無源器件、光纖、光纜、光纖通信設(shè)備的測量,以及光纖通信系統(tǒng)工程建設(shè)和維護的必備的測量工具。
常用到激光能量計,用來探測重復(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通過熱電堆結(jié)構(gòu)將光能轉(zhuǎn)換成熱量,再轉(zhuǎn)換為電信號輸出,通過校準來精確測量激光功率的大小。激光功率計一般由探頭和顯示設(shè)備組成,激光功率計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),激光能量計則有熱釋電傳感器(PE:Pyroelectric)和熱電堆(Thermal)傳感器探頭。
1、功率測量原理
激光探頭是一個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)時間。探頭溫度變化,能夠產(chǎn)生電流,電流通過薄片環(huán)形電阻轉(zhuǎn)變成電壓信號傳輸出來。
激光入射,測得的電壓隨時間快遞上升,然后在緩慢衰減,一段時間后恢復(fù)到零。這就是測量的熱現(xiàn)象,上升和衰減時間不受負載電阻影響。
最大電壓與初使電壓的差值就是測量電壓,測量精度得到NIST校準授權(quán)。只要最大能量不超負荷,測量精度可以得到保證。
熱電偶實際圖是一個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。在激光測量時,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,這就是功率計所測量的數(shù)據(jù)。
2、功率計的標定
功率計標定的目的,是校準自身測量精度,保證測量數(shù)值在功率計使用報告的誤差范圍內(nèi),從而保證功率計正常的使用精度。
功率計標定采用第三方功率計來測量,根據(jù)出廠標定報告,采用不同的功率,在不損壞功率計的前提下,檢驗功率計實際標定的準確性和穩(wěn)定性。
功率測量,是考慮系統(tǒng)和隨機誤差基礎(chǔ)上,獲取功率真實值的一個過程,存在一定的功率不確定性。對于功率測量,存在兩種功率,一種是準確度,即實測值與真實值之間的偏差;另一種是功率穩(wěn)定性,即反復(fù)同一條件測量的功率波動范圍。
通常每12個月需要進行一次功率標定。