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Applications 应用天地

初步结论
必须对高功率连续或脉冲光纤传
输的激光系统的性能进行评估。对于
功率不低于 4kW 的激光器，测量激
光参数是一项艰巨的任务。为了达到
最佳加工效果，测量激光参数应定期
在不同的工作环境下进行，最好是在
生产线上进行测量。测量的主要参数
有 ：总输出功率及其稳定性、光束大
小及其强度分布、光束指向稳定性和
总位置精度。测量应迅速将数据传输
到激光控制计算机上，进行在线校正。
在当今的制造过程中，上述任何 图5：激光光束传输和测量设备示意图。
参数的测量都没有一个统一的标准。 用测量方法。 需要额外的功率衰减时，由于特殊的
大多数测量设备都不适用于工业环 衰减系统，光束不会失真。通常，大
境，特别是需要在线测量的情况。即 测量原理 部分光束经取样装置后发出，采样率
使是最基本的激光参数——光功率的 图 5 是激光光束传输和测量设备 约为主光束功率的 0.1%。
测量设备是标准的，但是它们的响应 示意图，聚焦激光束入射到光束采样
时间和安装方式对于快速或在线测量 器的输入孔内，通过反射光束取样后， 结果
也是不适用的。 其功率大大降低。第二反射进一步降 图 6 是 4kW 激光的典型测量
大多数测量设备在工业环境中也 低光束功率并恢复原来的光束偏振状 结果，经取样光束器输出的光功率
不适合测量高功率激光器，这些设备 态。此外，双倍取样光束到达探测器 - 为 3963W，可以看到相互垂直方向
不允许在满功率情况下测量，尤其是 激光光束分析仪。在该应用中，使用 的两个光斑大小分别为 565.9µm 和
不能在焦点处。最近发展的非偏振光 由 Duma Optronics 生产的刀口法光束 570.9µm（功率密度 50%）以及光束
束取样装置解决了大多数障碍，能够 质量分析仪。对于连续高功率测量， 轮廓的 3D 成像。
实时测量光束参数。图 4 中给出了一 鉴于其在功率和多个光束轮廓测量的 从测量结果可以看出几个有趣的
种利用仪器表征高功率光束传输的实 准确性，这将是首选的测量装置。当 特点 ：
• 5Hz 数据更新速率（功率和光束
轮廓实时测量）。
• 功率升高过程中，光束轮廓和位
置非常稳定。
• 有效功率（加工主瓣）占总功率
的 50%。

小结
这是一种实用型的高功率激光实
时测量方法，测量是在激光的焦点上
进行的，进一步发展创新的光束采样
可以实时精确测量 50~100kW 的激光
图6：4kW激光的典型测量结果图。 功率。

18 Nov/ Dec 2017 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界