Термоголовки для измерения мощности энергии

Датчики для измерения мощности и энергии лазерного излучения

Измерение мощности и энергии лазерного излучения основано на использовании датчиков, преобразующих оптическую мощность в электрическое напряжение или силу тока, которые можно выразить в количественных значениях. Согласно физическим принципам, заложенным в основу работы датчика, измерительные устройства подразделяются на термоэлектрические, фотодиодные и пироэлектрические.

Термоэлектрические датчики (термопары)

Принцип функционирования термоэлектрических сенсоров основан на Эффекте Зеебека. Такой датчик представляет собой массив соединённых между собой термопар. Каждая термопара состоит из двух соединённых между собой проводников, имеющих контактную разность потенциалов, и работает как термоэлектрический преобразователь. Особенности термоэлектрических датчиков:

• Низкая чувствительность к световому излучению;
• Необходимость термоизоляции;
• Подходят для высокомощных лазеров;
• Из-за стирания абсорбирующего покрытия в ходе эксплуатации, требуется периодическая калибровка;
• Высокая длительность времени отклика.

Фотодиодные датчики

Принцип функционирования фотодиодных сенсоров основан на электронно-дырочной генерации, которая происходит вследствие поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Величина тока пропорциональна поглощенной оптической мощности. Особенности фотодиодных датчиков:

• Высокая чувствительность к возбуждающему излучению;
• Подходят для лазеров с низкой мощностью светового потока;
• Имеют ограничения по размеру входного канала;
• Высокий показатель преломления.

Фотодиоды также используются при конструировании интегрированных сфер (особое измерительное средство, компенсирующее недостатки фотодиодов и термоэлементов).

Пироэлектрические датчики

Пироэлектрические датчики применяются для измерения мощности и энергии импульсных лазеров. В этих датчиках используется пироэлектрический кристалл, генерирующий электрический заряд, пропорциональный поглощённому теплу.