激光光束質(zhì)量分析儀常用測(cè)量技術(shù)

激光光束參數(shù)測(cè)量技術(shù)

· 光斑尺寸測(cè)量

 CCD/CMOS 相機(jī)技術(shù)：利用電荷耦合器件（CCD）或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）相機(jī)拍攝激光光斑圖像，通過圖像處理算法分析光斑的強(qiáng)度分布，從而確定光斑的尺寸和形狀。這種方法具有高分辨率、快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)光斑的變化。

狹縫掃描技術(shù)：通過移動(dòng)狹縫對(duì)激光光束進(jìn)行掃描，測(cè)量狹縫后光強(qiáng)的變化，進(jìn)而計(jì)算出光斑在不同方向上的尺寸。該方法精度較高，但測(cè)量速度相對(duì)較慢，適用于對(duì)光斑尺寸精度要求較高的場(chǎng)合。

· 光束發(fā)散角測(cè)量

遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量法：在激光光束的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域，通過測(cè)量不同距離處光斑的尺寸，根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算出光束的發(fā)散角。這種方法簡(jiǎn)單直接，但需要較大的測(cè)量空間，且對(duì)測(cè)量距離的精度要求較高。

基于透鏡成像的測(cè)量法：利用透鏡將激光光束成像在焦平面上，通過測(cè)量焦平面上光斑的尺寸和透鏡的焦距，計(jì)算出光束的發(fā)散角。該方法可以減小測(cè)量空間，提高測(cè)量精度，是一種常用的光束發(fā)散角測(cè)量方法。

· 光束功率和能量測(cè)量

熱釋電探測(cè)器：基于熱釋電效應(yīng)，將激光能量轉(zhuǎn)化為熱信號(hào)，進(jìn)而測(cè)量激光的功率和能量。熱釋電探測(cè)器具有寬光譜響應(yīng)、高靈敏度和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，適用于測(cè)量脈沖激光和連續(xù)激光的能量和功率。

量熱計(jì)：通過測(cè)量吸收激光能量后介質(zhì)的溫度升高，來計(jì)算激光的能量和功率。量熱計(jì)測(cè)量精度高，但響應(yīng)速度較慢，適用于對(duì)能量測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合。

激光光束質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)

· M2 因子測(cè)量

二階矩法：通過測(cè)量激光光束在不同位置的強(qiáng)度分布，計(jì)算出光束的二階矩，進(jìn)而得到 M2 因子。這種方法基于激光光束的統(tǒng)計(jì)特性，能夠全面地描述光束的質(zhì)量，是目前廣泛應(yīng)用的 M2 因子測(cè)量方法。

刀邊法：利用刀口對(duì)激光光束進(jìn)行掃描，測(cè)量光束通過刀口時(shí)的光強(qiáng)變化，通過擬合光強(qiáng)分布曲線計(jì)算出 M2 因子。刀邊法測(cè)量簡(jiǎn)單易行，但精度相對(duì)較低。

· 光束指向穩(wěn)定性測(cè)量

位置敏感探測(cè)器（PSD）技術(shù)：PSD 能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量激光光斑在探測(cè)器表面的位置變化，通過對(duì)光斑位置的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，評(píng)估光束的指向穩(wěn)定性。該方法具有高靈敏度、快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠檢測(cè)到微小的光束指向變化。

經(jīng)緯儀測(cè)量法：使用經(jīng)緯儀等精密角度測(cè)量?jī)x器，直接測(cè)量激光光束的指向角度變化。這種方法精度較高，但操作復(fù)雜，需要專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員。

相位測(cè)量技術(shù)

· 干涉測(cè)量法

馬赫 - 曾德爾干涉儀：將激光光束分成兩束，通過不同的光路傳播后再合并，利用兩束光的干涉條紋來測(cè)量光束的相位分布。這種方法精度高，可用于測(cè)量光束波前的微小變化，但對(duì)光路的穩(wěn)定性要求較高。

斐索干涉儀：參考光束和測(cè)量光束在同一光路中，通過比較反射回來的兩束光形成干涉條紋，從而測(cè)量光束的相位。它適用于測(cè)量光學(xué)元件的面形和激光光束的波前畸變，具有結(jié)構(gòu)緊湊、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。

· 計(jì)算全息術(shù)：通過記錄激光光束的全息圖，利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)全息圖進(jìn)行處理和分析，從而獲取光束的相位信息。該技術(shù)可

            以同時(shí)測(cè)量光束的振幅和相位分布，并且可以對(duì)復(fù)雜的光束進(jìn)行測(cè)量，但需要較高的計(jì)算能力和復(fù)雜的算法。

空間光調(diào)制技術(shù)

· 液晶空間光調(diào)制器（SLM）：利用液晶材料的電光效應(yīng)，通過施加不同的電壓來控制液晶分子的取向，從而調(diào)制激光光束的振幅、相位或偏振態(tài)。SLM 具有分辨率高、響應(yīng)速度快、可實(shí)時(shí)控制等優(yōu)點(diǎn)，在激光光束整形、自適應(yīng)光學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

· 數(shù)字微鏡器件（DMD）：由大量微小的反射鏡組成，通過控制反射鏡的翻轉(zhuǎn)角度來調(diào)制激光光束的強(qiáng)度和方向。DMD 具有高對(duì)比度、高分辨率和快速切換速度的特點(diǎn)，常用于激光光束的圖案生成和光束掃描等方面。

高速測(cè)量技術(shù)

· 條紋相機(jī)技術(shù)：條紋相機(jī)能夠?qū)r(shí)間信息轉(zhuǎn)換為空間信息，通過對(duì)激光脈沖的時(shí)間分辨成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速激光光束的光斑尺寸、強(qiáng)度分布等參數(shù)的測(cè)量。它具有皮秒級(jí)甚至飛秒級(jí)的時(shí)間分辨率，適用于研究超短脈沖激光的光束特性。

· 高速光電探測(cè)器陣列：采用高速光電探測(cè)器陣列，結(jié)合高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束的高速實(shí)時(shí)測(cè)量。這種技術(shù)能夠捕捉到激光光束在短時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)于研究高功率脈沖激光的光束質(zhì)量演化過程具有重要意義。

非接觸式測(cè)量技術(shù)

· 光鑷技術(shù)：利用激光束形成的光阱來捕獲和操縱微小粒子，通過測(cè)量粒子在光阱中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以間接獲得激光光束的強(qiáng)度分布和梯度信息，從而評(píng)估光束質(zhì)量。光鑷技術(shù)具有非接觸、高精度的特點(diǎn)，適用于對(duì)微小尺度激光光束的測(cè)量。

· 散射測(cè)量技術(shù)：通過向激光光束中引入散射介質(zhì)，如氣溶膠或微小顆粒，然后測(cè)量散射光的強(qiáng)度分布和角度分布，來推斷激光光束的參數(shù)。這種方法可以在不直接接觸激光光束的情況下進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于一些高能量、高功率激光光束的測(cè)量具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也可用于測(cè)量光束在復(fù)雜介質(zhì)中的傳播特性。

自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)

· 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)：結(jié)合波前傳感器和變形鏡等元件，實(shí)時(shí)測(cè)量激光光束的波前畸變，并通過變形鏡對(duì)光束進(jìn)行校正，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同質(zhì)量激光光束的自適應(yīng)測(cè)量。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)可以補(bǔ)償大氣湍流、光學(xué)元件像差等因素對(duì)光束質(zhì)量的影響，提高測(cè)量精度。

· 智能反饋控制技術(shù)：根據(jù)測(cè)量得到的激光光束質(zhì)量參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)或激光光源的工作條件，以實(shí)現(xiàn)最佳的測(cè)量效果。例如，當(dāng)檢測(cè)到光束功率變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)整探測(cè)器的增益或積分時(shí)間；當(dāng)發(fā)現(xiàn)光束指向不穩(wěn)定時(shí)，通過反饋控制裝置調(diào)整激光光源的指向，使測(cè)量過程更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

推薦設(shè)備：

UV激光光束質(zhì)量分析儀

激光光束質(zhì)量分析儀

高功率激光光束分析儀

大光斑激光光束分析儀