高功率激光功率计的类型及特点

　　随着激光技术在工业制造、医疗健康、科研实验及光纤通信等领域的广泛应用，高功率激光功率计作为激光系统中的关键测量设备，其重要性日益凸显。它能够精确测量激光的功率，为激光系统的优化、性能评估及故障诊断提供重要依据。本文将从高功率激光功率计的原理出发，深入探讨其不同类型、应用领域及使用要点。
 

　　(一)光电型
 

　　光电型激光功率计探头是通过光电二极管，直接将光能转换为电流或电压信号以表征激光功率的大小。光电二极管传感器的核心部分是PN结，光电二极管实际上是加了一个反向偏压的PN结，当反向偏压足够大时，耗尽区本征载流子被完全耗尽；由于缺乏载流子，PN结内无电流通过。当光照射到光电二极管的光敏面上时，电子或空穴摆脱束缚，在PN结内形成光生载流子，并在电场的作用下产生漂移而形成电流，光电流的大小与入射光的能力成比例，通过后续电路放大及转换等处理，最终显示成可读取的激光功率值。光电二极管基于光电效应，具有响应时间快、光灵敏度高的特点，但很容易电流饱和，只能测小功率；近红外范围测量材料锗、InGaAs等价格昂贵，因此传感器尺寸受限；因材料限制，测量波长受限(UV - NIR波段)；与衰减器和积分球结合扩展功率测量范围，会增加成本。
 

　　(二)热电堆型
 

　　目前市场上绝大多数的高功率激光功率计探头都是热电堆型。其原理是当激光被探头表面的镀膜层吸收转化成热量，热量向热电偶传递并形成温度梯度场，热电堆探头内外两个节点由于温度差产生温差电动势，而电动势的大小则与入射光转化的热量成比例，每对内外节点产生的温差电动势串联起来的总电压与入射光被膜层吸收转化的热量成比例，最终通过激光功率计表头或其它显示终端得到可读取的激光功率值。热电堆型适用于高功率激光功率测量，适应从毫瓦到万瓦级的激光功率测量；但因热传递需时间，热电堆功率计响应时间相对较长，一般在秒或毫秒量级。
 

　　(三)其他类型
 

　　除了光电型和热电堆型，还有光辐射计型、体吸收型和流水式等不同工作方式的激光功率计。光辐射计型功率计通过测量激光的光辐射强度来计算功率；体吸收型功率计则是让激光在特定的吸收体中传播，通过测量吸收体的温度变化或物理性质变化来确定激光功率；流水式功率计利用水对激光的吸收和热交换原理来测量功率。