激光束的形狀、尺寸和特性是決定其最終吸收效果的重要因素。尺寸的微小變化會(huì)極大地影響功率密度。光學(xué)元件中的污染會(huì)導(dǎo)致失真。裝配過程中的錯(cuò)誤或隨時(shí)間推移的變化也會(huì)影響光束。激光光束分析可以驗(yàn)證光學(xué)鏈中的所有環(huán)節(jié)是否正常工作。

根據(jù)應(yīng)用，可能需要無(wú)像散或較大像散的光束，也可能需要高斯光束形狀、高頂光束形狀或更復(fù)雜的光束模式。激光器的焦點(diǎn)可能會(huì)隨著時(shí)間和環(huán)境的變化而移動(dòng)。

CMOS光斑分析儀

相機(jī)式光斑分析儀 是一種低成本且簡(jiǎn)單的激光切片觀察方法。通過將相機(jī)放置在光路中，光束中每個(gè)位置的相對(duì)強(qiáng)度都會(huì)被數(shù)字化并記錄下來。然后，可以使用相機(jī)的PC軟件顯示和分析該位置的激光光束輪廓。

CMOS 相機(jī)傳感器由數(shù)百萬(wàn)個(gè)獨(dú)立元件構(gòu)成，這些元件共同捕捉整個(gè)激光束，并生成輪廓圖像。 CMOS 傳感器與智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中的傳感器非常相似，但專為激光光束輪廓測(cè)量而設(shè)計(jì)。CMOS光斑分析儀通常可用于波長(zhǎng)為 340 至 1100 nm 的激光;這些波長(zhǎng)可以通過附加適配器進(jìn)行擴(kuò)展。

選擇傳感器和像素大小

CMOS 傳感器的屬性決定了可分析激光束的最大和最小尺寸。決定最小光束尺寸的屬性是像素間距，即傳感器中每個(gè)元件之間的距離。建議激光器至少照射 10 個(gè)像素。如果相機(jī)數(shù)據(jù)表中的像素間距為 5.5 μm，則最小激光束直徑應(yīng)為 55 μm。

決定最大光束尺寸的屬性是傳感器面積。有些傳感器非常小，只有幾毫米寬;而且很多傳感器不是正方形，而是矩形。這不僅會(huì)限制最大激光光束尺寸，還會(huì)使激光器的對(duì)準(zhǔn)變得非常困難。

設(shè)置分析器

可以調(diào)整多種相機(jī)設(shè)置來獲取高質(zhì)量的激光輪廓，例如曝光時(shí)間(快門時(shí)間)和增益，如果執(zhí)行背景減法，軟件會(huì)自動(dòng)調(diào)整這些參數(shù)。執(zhí)行背景減法可以讓相機(jī)了解環(huán)境光的情況，從而忽略環(huán)境光并僅顯示激光光束輪廓。

測(cè)量光束輪廓

安裝好相機(jī)并對(duì)準(zhǔn)激光器后，即可拍攝輪廓圖像。圖像將被傳輸至電腦軟件進(jìn)行分析，圖像可以二維或三維形式查看，每個(gè)像素的相對(duì)強(qiáng)度代表垂直軸上的高度。還會(huì)顯示光束中心在傳感器上的 X 和 Y 坐標(biāo);光束直徑;以及 X 和 Y 直徑(如有像散);以及其他更高級(jí)的測(cè)量類型。由于計(jì)算光束直徑的方法多種多樣，因此提供了一些不同的選項(xiàng)。

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