在光学检测领域，激光光斑测量仪作为一种重要的测量设备，对于精确分析光束特性起着至关重要的作用。景颐光电在激光光斑测量仪的研发方面有着深入的技术积累和创新成果，其推出的多种型号激光光斑测量仪，如激光光斑测量仪（大口径）、激光光斑测量仪（红外型）、激光光斑测量仪（基础型）等，广泛应用于科研、工业生产等多个领域。
一、激光光斑测量仪的能量探测原理与阈值概念激光光斑测量仪的核心功能是将光束的能量转换为可被软件读取和分析的数字电信号。不同类型的探测器，如CCD、CMOS、狭缝式、硅相机📷️、InGaAs等，虽在结构和性能上存在差异，但都遵循这一基本原理。而探测器的能量探测范围则由饱和阈值所决定。当光束能量超过饱和极限时，探测器将不再对光呈现线性响应，从而导致测量结果无效。例如，在景颐光电的激光光斑测量仪软件中，会将像素或检测器读取的最大数字值显示为ADCPeak%，当检测器饱和后，ADCPeak%将大于95%，此时软件会将该值着色为橙色，以警示用户测量无效。
除了饱和阈值，激光光斑测量仪还有一个重要的参数——损伤阈值。损伤阈值定义了光束的辐照度达到何种程度时，可能会对探测器造成永久性的损伤。对于CW激光器，损伤阈值通常以W/cm²为单位，有时也会以W/mm²给出，这是因为CW辐照度限制会随光束直径而变化；对于脉冲激光器，则以J/cm²为单位。大多数传感器的损伤阈值都高于饱和阈值，以CCD和CMOS探测器为例，其损伤阈值甚至可以达到饱和阈值的1000倍。这意味着在正常情况下，只要确保传感器的测量值低于饱和阈值，就基本不会面临探测器损坏的风险。然而，需要特别注意的是，用于反射和/或吸收多余功率的衰减产品也有其自身的损伤阈值，景颐光电在产品研发过程中就充分考虑了这一因素，以确保用户在使用过程中的安全性和准确性。
二、激光诱导损伤阈值测试为了准确评估激光光斑测量仪及相关衰减产品在高功率光束下的性能，激光诱导损伤阈值（LIDT）测试是必不可少的环节。景颐光电严格按照ISO21254标准，对高功率光束样本和其他衰减产品进行LIDT测试，以提供最大允许辐照度或影响数据。LIDT测试过程涉及在多个区域对不断增加的影响或辐照度进行抽样，通过观察探测器在不同辐照度下的反应，来确定可能发生损坏的阈值。需要注意的是，LIDT是在特定波长和脉冲宽度上定义的，由于实际应用中无法为每种激光配置都进行LIDT测量，因此必须对波长和脉冲宽度进行合理估计，以确保测量结果的可靠性。
三、衰减附件及其计算器的作用在实际测量中，为了使探测器能够在不超过饱和限制的情况下对光束进行准确测量，通常需要选择合适的衰减附件来降低光束的功率/能量。景颐光电提供的衰减计算器是一个与Excel2007或更高版本兼容的电子表格，它能够根据用户提供的光束参数，如波长、光束尺寸、功率、脉冲能量、脉冲宽度和重复率等，估计选定衰减选项的影响，并为用户提供饱和限制和损伤阈值的建议。每个衰减选项都有其必须遵守的损伤阈值，这就要求用户在确定所需的衰减量后，选择能够提供这种衰减且自身没有损坏风险的产品，如景颐光电衰减片、光束采样器等。不同类型的衰减产品，其损伤阈值也有所不同，例如ND滤镜的损坏阈值相对较低，而反射光束采样器的损伤阈值则较高。
景颐光电衰减片（景颐光电衰减器）的衰减计算器是用户进行测量的重要指南，它能够为测量提供一个良好的起点。但需要注意的是，所有数字都是基于高斯光束的估计值，实际结果可能因光束的具体情况而异，因此在使用过程中可能需要进一步调整衰减。
四、景颐光电衰减片（景颐光电衰减器）的选择方法（一）基本步骤- 首先，在用户输入部分准确输入激光参数，然后选择标准ND滤光片的组合。
- 接下来，观察表格颜色。理想情况下，表格应突出显示为绿色，这表示所有参数都低于损伤阈值，该衰减片组合是可用的。如果表格中显示颜色为红色，则表示这个衰减片中存在参数会超过损伤阈值，导致该衰减器不可用。
在检查CW测量部分时，如果发现有参数为红色，即高于损伤阈值，这时则必须调整第一个衰减片，使其具有更好的功率承受能力。例如，光束采样器具有更高的损坏阈值，可以安全地替换第一个ND滤波器。在更换衰减片后，还需要确保饱和度限制部分中的相关框仍突出显示为绿色。如果为红色，则应继续更改第二个和第三个衰减选项，理想情况下，可以为这些选项选择标准ND滤镜。
（三）特殊情况的处理光束采样器提供的衰减比ND - 2更大，因此预计曝光时间会增加，但只要传感器仍处于推荐的饱和度限制范围内，就不会影响测量结果。如果在测量过程中，没有任何结果以红色突出显示，那就说明这个衰减器选项是比较理想的。但此时还需要确保激光器的工作波长在衰减片的可用波长范围内，以保证测量的准确性和可靠性。
五、测量过程中的注意事项在使用选定的衰减选项设置光束分析系统并开始测量的过程中，需要密切关注以下几点：
- 如果曝光时间达到最小值且传感器饱和，则应增加额外的衰减，以避免探测器因过载而损坏。
- 如果曝光时间达到最大值且传感器未接收到足够的信号，则应以可用的最小步长降低衰减，直到信号水平足够。
- 随每个标准相机📷️购买的ND过滤器允许通过的OD值为1 - 6，用户应根据实际测量需求合理选择。
对于脉冲激光器，其测量步骤与连续激光器基本相同，但需要同时满足CW和脉冲损伤阈值。此外，还必须根据重复频率和应用需求，确定光束是测量准CW（多个脉冲的平均值）还是单个脉冲，因为饱和阈值会随着测量方式的变化而改变。需要注意的是，使用现有的LIDT数据无法可靠地预测短于1n的脉冲宽度，因为这些超短脉冲可能具有与常规LIDT测试中不同的损坏机制。虽然电子表格仍会相应地缩放LIDT，但预测的准确性可能会随着结果的变化而降低，并出现黄色警告⚠️。
（二）扫描狭缝轮廓仪（Beam'R2/BeamMap2）扫描狭缝轮廓分析器具有独特的工作原理，它是将光束聚焦在狭缝上，而不是直接作用于探测器。只有一部分光束通过狭缝射出，然后被探测器接收。这种结构使得探测器具有自动调整的非常广泛的增益范围，同时具有高灵敏度和高增益。因此，其最大饱和阈值通常比传感器的最大饱和阈值更高。
激光光斑测量仪在现代光学测量中扮演着不可或缺的角色，而准确理解和掌握其损伤阈值与饱和阈值，以及合理选择衰减片等附件，对于获得可靠的测量结果至关重要。景颐光电将继续致力于激光光斑测量仪技术的研发和创新，为用户提供更加优质、高效的光学测量解决方案。
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