光熱法測量激光能量

1、,激光是二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)的一種新型光源，問世以來得到迅猛發(fā)展，經(jīng)過四十多年的研究，到目前為止，激光已發(fā)展成為種類繁多、應(yīng)用廣泛的一個現(xiàn)代工具。 激光的任何應(yīng)用都必須以對激光參數(shù)的精確計量測試為基礎(chǔ)，否則將不能完全發(fā)揮激光的作用，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的差錯。 在激光的眾多參數(shù)中，激光功率和能量是激光輻射的兩個基本參數(shù)。這是由于這兩個參數(shù)反映激光的有無和強(qiáng)弱，是評價任何一臺激光光源的關(guān)鍵參數(shù)，而且可以把其他參數(shù)視為這兩個基本參數(shù)在時域、空域和頻域的衍生參量。因此激光能量的測量在激光參數(shù)的測量中具有十分重要的地位。,激光能量的測量,之,光熱法測量激光能量,原理：,激光與其他物質(zhì)相互作用的本質(zhì)就是電磁波能

2、量的傳播、吸收、和轉(zhuǎn)換的過程。當(dāng)激光束的能量被一些固體、液體或氣體吸收后，可以由光能形式轉(zhuǎn)變成熱能、電能、機(jī)械能或者化學(xué)能等形式，從而為各種激光測量和應(yīng)用奠定了廣泛的基礎(chǔ)。,光熱法,光的熱效應(yīng),照射,溫度升高,激光,某種吸收物質(zhì),電信號,熱電元件,溫度,直接顯示輸出能量,量熱計,平面盤狀卡計,鼠籠式熱敏電阻能量計,液體量熱器,1.量熱計,結(jié)構(gòu)：,吸收體,溫度傳感器,固體,液體,導(dǎo)線型電阻,熱電堆,吸收體： 將激光的輸出能量轉(zhuǎn)換成量熱器的熱能并使其吸收體的溫度發(fā)生變化。 要求： 1.吸收體溫度的變化可以直接記錄或者間接地根據(jù)吸收體的體積、壓力或者其他參數(shù)的變化進(jìn)行測量。 2.應(yīng)該具有可逆性，即測

3、量結(jié)束后，量熱器應(yīng)能恢復(fù)到最初的狀態(tài)。,固體量熱計,吸收體：石墨空心錐體（質(zhì)量0.33g） 溫度傳感器：熱電堆 工作原理：被測量激光在椎體被表面被吸收。用熱電堆測量椎體的溫升，熱電堆接入橋式電路里。為了減少環(huán)境溫度變化的影響，在橋式電路里接入平衡圓錐體，用電容通過測量椎體表面放點(diǎn)的方法校定量熱器。 為了防止對流造成的熱量損失，用云母把圓錐體的開口封閉。,液體量熱計,液體量熱計是一個杜瓦瓶，其中盛滿加有燃料的蒸餾水。杜瓦瓶前端有一平面玻璃窗口，經(jīng)過這個窗口激光束入射到吸收液體上。光脈沖射入之后經(jīng)過30s測量入射光的能量。30s的等待時間是建立均勻溫度分布的對流過程所需的時間。,液體量熱計中的能量

4、吸收過程發(fā)生在整個液體容積內(nèi)，因?yàn)椋粫霈F(xiàn)因光輻射而局部變熱所引起的誤差。正確地選擇液體的路程長度和吸收光能的能力，便可以利用對流來通過介質(zhì)達(dá)到整個量熱計上溫度的均衡。 注意：被測光功率不要超出使液體沸騰的界限數(shù)值，以免在量熱計中由于液體的沸騰出現(xiàn)能量的附加耗散。 測量能量范圍：1500J 測量誤差：不超過10%,鼠籠式熱敏電阻能量計,液體量熱器,結(jié)構(gòu)圖,吸收體：容器內(nèi)的液體 一般選擇對入射激光波張吸收系數(shù)大的溶液，例如對波長為1.06nm的激光，采用硫酸銅溶液,原理： 液體體積受熱膨脹,E=4.2Q/1,液體量熱器能承受較強(qiáng)的激光能量。,平面盤狀卡計,結(jié)構(gòu)： 吸收器、熱電轉(zhuǎn)換元件、顯示器。,當(dāng)一束脈沖激光入射到吸收器上后