激光能量计的原理及使用_1ppt课件

激光功率计原理激光功率计是一种用来测量激光输出功率的仪器，广泛应用于激光科学、医学、工业等领域。

其原理基于热效应。

本文将就激光功率计的原理进行详细阐述。

1、激光功率计的基本原理激光功率计的基本原理是将激光能量转化为电信号，然后通过电信号来计算激光功率。

其一般分为两类：热效应式功率计和光学式功率计。

其中热效应式功率计是最常见的一种，它的基本原理是将激光束引导到一个吸收能量的元件上，产生热能，并通过测量产生的温度变化来计算激光功率的大小。

2、激光功率计的热效应原理热效应功率计通过激光束的吸收，产生热能使其温度发生变化，从而改变其电学特性，例如电阻值、电容等。

当激光束通过吸收元件时，元件内部的温度会升高，导致元件的电学性能发生变化，从而改变元件的电阻值或电容值。

因此，通过测量该变化，可以计算出激光功率的大小。

3、热效应功率计的元件种类热效应功率计的元件种类繁多，根据激光的波长和功率级别，选择不同的元件可以更好地适应测试需求。

3.1、表面吸收型功率计表面吸收型功率计通常是一种金属导电材料，例如铂电阻、钨电阻等。

激光束穿过元件时被吸收，产生热能，导致电阻值的变化，从而测量激光功率。

3.2、体积吸收型功率计体积吸收型功率计一般是一种玻璃或陶瓷材料，容易吸收激光能量，产生越来越高的温度，从而扩散到周围，并通过热传导扩散到功率计的表面。

通过测量温度变化来计算激光功率。

4、光学式功率计的原理与热效应式功率计不同，光学式功率计通过测量激光束经过传感器时的光强度变化来计算激光功率。

光学式功率计的传感器通常使用各类敏感元件，例如硅光电传感器、红外传感器等等。

直接测量激光的光能，然后通过功率与光能的关系可以计算出激光功率。

5、总结综上所述，激光功率计通过测量激光束在吸收元件上产生的热效应或光学光强度变化来计算其输出功率。

在测试激光系统或者对激光器进行性能测试的过程中，可以选择适当的激光功率计来确保系统的稳定性和精度。

因此，激光功率计在如今激光应用领域已经不可或缺，它在激光科学、医学、工业制造等领域中发挥着十分重要的作用。

热释电数字式激光能量计
热释电数字式激光能量计是一种用于测量激光能量的仪器。

它基于热释电效应，通过检测激光束照射到探测器上产生的热量来测量激光能量。

该能量计通常由一个热释电探测器、信号处理电路和显示装置组成。

当激光束照射到热释电探测器上时，探测器会产生一个与激光能量成正比的电信号。

这个电信号经过信号处理电路的放大和滤波后，被转换为数字信号，并显示在显示屏上。

热释电数字式激光能量计具有快速响应、高灵敏度、高精度和宽动态范围等优点。

它可以测量连续波或脉冲激光的能量，并且可以适应不同波长和功率的激光。

此外，它还具有数字显示和数据存储功能，方便用户进行数据分析和处理。

热释电数字式激光能量计广泛应用于激光加工、光学研究、医疗美容等领域。

它可以帮助用户精确控制激光的能量输出，提高加工质量和效率，同时也可以用于激光安全监测和防护。

总的来说，热释电数字式激光能量计是一种非常有用的激光测量仪器，它为激光技术的应用和研究提供了重要的支持。

激光功率计原理
激光功率计是一种用于测量激光束功率的仪器，它基于激光光束的吸收和散射效应来测量功率。

以下是激光功率计的原理:
1. 热效应原理：激光束在功率计的散射体上产生热量，该热量可通过测量散射体温度的变化来计算激光功率。

具体来说，散射体上的吸收涂层会吸收激光的能量并转化为热量，热量会导致散射体温度升高。

测量散射体温度的变化可以得到激光功率。

2. 辐射压力原理：激光束在散射体上产生压力，该压力可以通过测量散射体位移或形变来计算激光功率。

激光束的辐射压力会使散射体发生微小的位移或形变，测量位移或形变的大小可以得到激光功率。

3. 光电效应原理：激光束通过散射体时，产生的光电信号与激光功率成正比。

测量光电信号的强度可以得到激光功率。

这种原理常用于光电二极管功率计中。

激光功率计根据测量原理的不同，可以分为热效应功率计、辐射压力功率计和光电功率计。

不同类型的功率计适用于不同功率范围和波长范围的激光测量。

同时，激光功率计的测量精度和稳定性也受到散射体材料和散射体与激光束的接触情况等因素的影响。

为了保证测量的准确性，使用者需要根据具体需求选择合适的激光功率计并正确使用。

激光能量测量方法
一种常见的方法是利用能量计。

能量计就像是激光能量的小管家，它能把激光的能量数值给你显示出来。

能量计有不同的类型呢，比如热释电型的。

这种能量计的原理就像是一个很敏感的小温度计，激光打上去，它会因为吸收激光能量而产生温度变化，然后通过一些巧妙的转换，就把这个能量的大小给测出来啦。

就好像你给它一个小惊喜（激光能量），它就回报给你一个准确的数字。

还有量热型的能量计。

这就更直白啦，激光的能量被它吸收后，它会根据产生的热量来计算能量。

你可以想象它是一个小小的热量收集器，把激光的能量都变成热量，然后说：“我知道你（激光）有多少能量啦！”
另外呢，光电型的能量计也很厉害。

它是利用光电效应，激光照上去，会产生电流或者电压的变化。

这就像是激光和能量计之间在玩一个小游戏，激光一照，能量计就通过电流或者电压的变化告诉我们：“看，这就是激光的能量哦。

”
在实际测量的时候呀，我们还得注意一些小细节。

比如说测量的环境，不能有太多干扰，就像你专心做一件事的时候，不希望旁边有人捣乱一样。

要是周围有其他的光或者电磁干扰，那测量出来的结果可能就不准确啦。

而且呢，测量的时候激光要准确地打到能量计的接收部位。

这就好比投篮一样，得投到篮筐里才行。

如果激光打偏了，那得到的能量数值肯定就不对啦。

光功率计使用说明一、概述通常光功率计采用了精确的校准技术，可测量不同波长的光功率，是光电器件、光无源器件、光纤、光缆、光纤通信设备的测量，以及光纤通信系统工程建設和维护的必备的测量工具。

二．技术条件2．1 性能指标a．光波长范围： 850 ～1550 nmb．光功率测量范围：－70 ～＋10 dBmc．显示分辨率： 0.01 dBd．准确度： ±5％（－70 ～＋3 dBm ）非线性：≤ 4％（－70 ～＋3 dBm ）e．环境条件：工作温度 0 ～55℃工作湿度≤ 85％f．电源： AC 220伏／50Hz ±10％2．基本功能a．显示方式：线性（mw/μw/ nw），对数（dBm）、相对測量（d B）;b．自动功能：自动量程，自动调零，量程保持，平均处理，相对测量处理, 波长校准;三．原理光功率计由五部分组成, 即光探測器、程控放大器和程控滤波器、A/ D转换器、微处理器以及控制面板与数码显示器。

其原理方框图如下（图1）：A／D变换器P I NI／V 程控放大器和滤波器C P U控制面板和显示器图 1. 光功率计原理方块图被測光由PIN光探测器检测转换为光电流，由后续斩波稳定程控放大器将电流信号转换成电压信号，即实现I／V转换并放大，经程控滤波器滤除斩波附加分量及干扰信号后，送至A／D转换器，变成相应于输入光功率电平的数字信号，由微处理器（CPU）进行数据处理，再由数码显示器显示其数据。

CPU可根据注入光功率的大小自动设置量程状态和滤波器状态，同时，可由面板输入指令（通过CPU）控制各部分完成指定工作。

不注入光的情况下，可指令仪器自动调零。

四．使用4．1 面板说明1）前面板(1) POWER 电源开关。

(2) W dBm 对数或线性测量方式转换开关按键每按一次此键，显示方式在“W” 和“dBm”之间切换，并且数码显示窗右侧相应的指示器发光。

(3) dB(REL) 相对测量按键。

本科生毕业设计激光能量计Power Meter学生姓名李雨航专业电子信息工程专业学号20040411509 指导教师刘树昌学院电子信息工程学院2008年 6 月摘要由于激光的能量大，强度高，在进行强激光能量测量比较困难的情况下，通过市场调查对比，吸取了其他激光能量计的优点，设计了这个方便实用的激光能量计。

本设计采用光电二极管探头，并且应用了大家都熟悉的A/D转换和A VR单片机等器件。

实现方法是以光电二极管探头作为传感器,将光信号转换为电信号后,电流信号经电荷积分器得到与输入光脉冲能量成正比的电压信号,通过能量量值校准完成能量的测量，并由虚拟仪器编写上位机进行显示。

关键词：能量测量光电二极管电荷积分器虚拟仪器ABSTRACTAs the laser energy, high intensity, high-power laser energy measurement in difficult circumstances, through a market survey contrast, the other lessons of the advantages of laser energy, this convenient and practical design of the laser energy dollars. This design uses photodiode probe, and we are all familiar with the application of the A / D converter and A VR microcontroller, and other devices. Implementation of the probe as a photodiode sensors, optical signal will be converted to electrical signals, the current signal received by the charge integrator and enter the light pulse energy is proportional to the voltage signal, through the energy money to complete the calibration of energy measurement by the Virtual PC equipment to prepare for display.Keyword：energy measurement photodiode charge integrator virtual instrument目录第一章引言.................................................. - 1 -1.1本课题研究的意义 (1)1.2本课题的研究现状及内容 (2)第二章激光能量计设备元件..................................... - 3 -2.1光电探测模块 (3)2.1.1 光电二极管介绍....................................... - 3 -2.1.2 放大器............................................... - 7 - 2.2数据采集模块. (8)2.2.1 A/D转换芯片 .......................................... - 8 -2.2.2 ICL7135工作原理，转换时序及引脚功能 .................. - 8 -2.2.3 AVR单片机的介绍 .................................... - 11 - 2.3虚拟仪器的上位机显示. (13)第三章系统硬件电路设计.................................... - 16 -3.1系统总体框图 (16)3.2光电探测模块 (16)3.2.1光电转换部分 ......................................... - 16 -3.2.2 电荷积分器........................................... - 17 - 3.3数据采集模块 (18)3.4硬件原理图 (19)第四章系统的软件设计......................................... - 21 -4.1主控单片机软件设计 (21)4.2上位机软件—虚拟仪器开发平台L AB VIEW设计 (22)4.2.1框图程序 ............................................. - 24 -4.2.2前面板设计 ........................................... - 22 - 第五章结论................................................. - 27 - 参考文献..................................................... - 28 - 致谢..................................................... - 30 - 附录 1 ICCAVR软件........................................ - 31 - 附录 2 AVR STUDIO 4软件.................................. - 36 -第一章引言1.1 本课题研究的意义激光作为一种新技术在我国工农业生产、国防建设、科学研究及医疗卫生等领域都得到广泛的应用[1]。