如何正确使用Ophir大功率激光功率计并预防问题

为了测量高功率工业激光功率，通常的是使用水冷热电堆功率计探头。光束被功率计探头吸收，然后内部产生的热量会被检测，接着通过流动的冷却水带走热量。凭借我们多年来的经验，发现了一些可避免的问题。以下是*常见问题：

问题1：探头突然故障

读数突然降到零并保持不变，或突然变得不稳定。通常原因是探头过热，功率热量的输入速度超过了其输出速度。如果热量积累到一定程度，探头的感应元件焊点可能会融化或断开，或者变软并容易因机械应力断裂。需要注意的是，有时这种断开可能是间歇性的，即探头冷却后会重新连接，但在下次加热时再次失效。还有个情况，即使用户确认没有超过*大功率，问题依然会发生。这大是因为探头在短时间内没有得到适当冷却，例如先打开光束，然后才启动冷却水。这一瞬间足以导致损坏。

问题2：意外的局部激光损伤

意外指的是在总功率密度在规定的损伤阈值范围内时，仍然发生损伤。直接原因是局部功率密度超出了规定的损伤阈值。在总功率密度未超出限值的情况下，可能由于以下原因造成：

1、激光中的热点：光束内的功率密度分布可能不均匀，存在局部高功率密度的热点。

2、激光束偏心：为了理解这一点，需要看看探头孔径中的反射锥的作用。它将进入的激光束径向反射，使其在到达吸收器时扩展，功率密度降低。如果激光束未能正确地在锥体上居中，则在吸收体上的功率密度分布将不均匀，存在高低功率密度区域，结果会造成意外损坏。

问题3：水流计故障

一些探头通过测量冷却水的温度和流量来确定激光功率。为避免水流计出现问题，需要注意以下问题：

1、水流：冷却水流应在激光开启之前启动，并检查水流量、温度等规格。

2、逐步增加激光功率：激光功率的突然增加和随之产生的热流跳跃，可能会导致感应元件的焊点出现机械应力，可能导致断开。

3、对于使用内部水流计探头：如测量高达6KW的高流速或高压力水会损坏流量计。应遵循以下注意事项：水流应从低速开始，逐步增加。不要使用加压空气去除探头内部的水残留物。同时，不要将探头存放在有水的环境中，以免产生腐蚀效果。探头中的水应自然滴出。Ophir探头附带塑料塞子，以在存储或运输时关闭水入口和出口。

4、观察指定的功率密度：包括局部功率密度，确保激光没有热点。

5、保持激光束在反射锥上居中：如探头数据表中，通常孔径盖上有目标以帮助对齐。

6、探头在任何情况下都不要打开：这些是精密测量仪器，用户无法自行维护。

7、重要提示：当使用具有反射锥的探头和汇聚光束时。在测量经过长焦距扫描镜后的激光功率时，确保光束在探头前法兰上的对准目标上的尺寸足够大。应考虑以下三个潜在陷阱：

1、用于检查光束尺寸的导向光束可能略大于实际光束。

2、根据探头的详细设计，光束在到达实际吸收体之前可能还需经过较长距离，因此即使在前法兰处光束足够大，到达吸收体时可能会变小，导致意外激光损伤。

3、光束可能在探头孔径入口的对准目标上看起来居中，但由于光束汇聚，轻微的偏心或角度可能会导致在锥体上的光束变小而偏心，结果是整个光束会集中在吸收体上的一个点，而不是均匀分布，造成意外损伤。

总结：使用带有反射锥的探头时，在检查功率密度是否在规定的损伤阈值范围内时，请确保考虑到的光束尺寸是到达吸收体表面的光束尺寸，这可能与探头前表面处的光束尺寸不同。如果可能，在光束焦点之后工作是避免意外聚焦的一个简单方法。