6. Мощность лазерного излучения. Проходные измерители мощности, конструкции, область применения.
Проходная схема измерения дополнительно включает ответвитель части (1-2% Р) лазерного излучения. В качестве такого ответвителя можно применять плоско-параллельную пластинку наклонённую под углом 45о к оси пучка из материала прозрачного для данной длины волны излучения.
Применения пластинки широко распространённый способ измерения мощности для твердотельного лазера.
Для длины волны 10,6мкм этот способ применяется редко в виду недолговечности пластин, изменения их оптических свойств. В этом случае в качестве ответвителей тоже используется вращающаяся зеркальная спица с криволинейной осью или лепестковый зеркальный пропеллер. Площади лепестков и скорость вращения определяют процент ответвляемого излучения. Наиболее эффективно если бы отражающая поверхность имела форму близкую к части сферы, то есть чтобы поверхность фокусировала ответвлённое излучение на приёмнике.
Измеритель мощности работающий на ответвлении излучения газовой средой.
Принцип действия данного устройства основан на свойстве некоторых прозрачных для данной длины волны газообразных или жидких сред частично поглощать проходящее лазерное излучение.
Измеритель представляет собой: Полый герметический цилиндр, на торцах которого расположены 2 плоско-параллельные пластины или выходное зеркало и плоско-параллельная пластина. В стенках цилиндра выполнены каналы по которым прокачивается от термостабилизатора охлаждающая жидкость. В цилиндре имеется отверстие, которое подключено к форвакуумному насосу, который откачивает воздух из полости цилиндра до 30 тор (10-3мм.рт.ст. – вакуум) или до давления внутри резонатора.
С помощью натекателей устанавливаются требуемые соотношения газов (например 5:1) и общий расход смеси. Включение и выключение осуществляется с помощью электро-пневмо клапанов. Подготовленная смесь газов запускается в полость цилиндра. Уровень давления внутри цилиндра контролируется датчиком давления (ДД6) с электрическим выходом, что подключён к показывающему прибору. При прохождении лазерного излучения часть его мощности, что определяется соотношением газов и давлением смеси поглощается газовой средой, изменяется её температура и давление.
Изменение давления пропорционально мощности проходящего излучения.
7. Методы и устройства измерения энергетических параметров лазерных пучков. Измерители типа «рси».
В основе приемников ЛИ используются различные способы преобразования энергии (мощности) ЛИ в соответствующий измерительный сигнал (напряжение, давление, температура и др.). Различают следующие способы преобразования:
калориметрический;
болометрический;
термоэлектрический;
пироэлектрический.
Такие способы относятся к группе тепловых.
Фотоэлектрические способы базируются на применении приемников излучения, в которых поглощенное излучение преобразуется в электрический сигнал определенной амплитуды. Для мощных лазерных пучков наибольшее распространение получили тепловые способы.
Измеритель мощности РСИ-60
РСИ-60, РСИ-105, РСИ-150. (60-150 апертура).
Являются проходными измерителями. При прохождении лазерного пучка часть его мощности (2%) ответвляется с помощью вращающегося зеркала ответвителя. Ответвлённое излучение направляется и фокусируется на пироэлектрическом приёмнике излучения.
Перед приёмником устанавливаются фильтры ослабители. Электрический сигнал усиливается и подаётся на электрический блок включающий стабилизатор напряжения, аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор.
Ответвитель можно выводить из пучка, а также изменять и синхронизировать скорость его вращения.
Предельно допустимая плотность мощности не более 500Вт/см2.
Величина аналогового сигнала при нагрузке не мене 10кОм пропорциональна мощности излучения и лежит в пределах от 0 до 10 В. Диапазон изменяемых мощностей 100-5000 Вт.
Погрешность 10%.