详解激光功率计

激光功率计是用来测试连续激光的功率或者脉冲激光在某一段时间的平均功率的仪器。常用到激光能量计，用来探测重复脉冲激光的单发能量和单脉冲激光的能量。Ophir 的热电堆型激光功率计通过热电堆结构将光能转换成热量，再转换为电信号输出，通过校准来精确测量激光功率的大小。

激光功率计一般由探头和显示设备组成，激光功率计探头按照不同的原理和材料分为热电堆型（thermal）、光电二极管型（PD:Photodiode）、以及包含两种传感器的综合探头（RP），激光能量计则有热释电传感器(PE:Pyroelectric)和热电堆（Thermal）传感器探头。

激光探头是一个涂有热电材料的吸收体，热电材料吸收大部分的光能量并转化成热量，只有少部分反射。吸收与反射比例与材料的光谱响应曲线有关，吸收体的储热体和它的厚度决定了热量传输到探头的速度和反应时间。探头温度变化，能够产生电流，电流通过薄片环形电阻转变成电压信号传输出来。

功率计标定的目的，是校准自身测量精度，保证测量数值在功率计使用报告的误差范围内，从而保证功率计正常的使用精度。功率计标定采用第三方功率计来测量，根据出厂标定报告，采用不同的功率，在不损坏功率计的前提下，检验功率计实际标定的准确性和稳定性。

功率测量，是考虑系统和随机误差基础上，获取功率真实值的一个过程，存在一定的功率不确定性。对于功率测量，存在两种功率，一种是准确度，即实测值与真实值之间的偏差；另一种是功率稳定性，即反复同一条件测量的功率波动范围。

激光功率和能量计主要用来测量光源的输出。无论光发射是来源于弱光源（如荧光），还是来源于高能量的脉冲激光器，功率和能量计都是实验室、生产部门或是工作现场等多种应用环境中必不可少的工具。

虽然功率计和能量计是分别提供的，但随着能够适用大量不同类型的光学传感器的通用型仪表盘或显示装置的发展，它们也被合起来称作单独的一类仪器——功率和能量计，或PEM。仪器所采用的光学传感器的类型，决定了其能测量光功率还是光能量，通常单位分别瓦特（W）或焦耳（J）。

具体来讲，功率计能够测量连续波（CW）或者重复脉冲光源，其所使用的传感器通常是热电堆或光电二极管。能量计则通常用于测量脉冲激光，即单脉冲或者重复脉冲光源，其所使用的传感器包括热释电、热电堆，或者带有专门为测量脉冲光源而设计的电路的光电二极管。

审核编辑：汤梓红