MAC 激光功率计、红外热成像版（CO2\YAG)产品资料

zhangcheng · 发表于 2010-5-28 15:27:55

数显功率探测仪是一款可携带、操作方便的热量计型功率计。该仪器包括两部分：微处理数显计和探头。选用不同的探头测量范围从几瓦到11千瓦。其中数显计与可选配件热电偶连接就成了一个真正的数字温度计。

型号30的数显计可以搭配七种不同的探头。探头具有2种不同的涂层，分别以"Y"和"C"表示。标准"Y"系列特别适用于波长在0.4-6um的YAG激光器，新款"Y"系列具有相当大的吸收特性，可用于Q开关调制的脉冲激光器或集中的光束。该涂层也可用于CO2激光器，但是可暴露在光束下的时间有所不同。
如果探头仅用于测量CO2激光器，"C"系列的涂层更好。只有当铝底面融化的时候，该涂层才会被损坏。
探头 Models
FYM-(D1-C&D1-Y) Models
FYM-(D2-C&D2-Y) Models
FYM-(D3-C&D3-Y) Models
FYM- D4-C
有用功率范围(W) 20 to 220 100 to 1100 200 to 2200 1000 to 11,000
曝光时间(sec) 20 20 20 10
分辨率(W) 0.1 1 1 10
探头直径(c)mm(in.) 38(1.5) 63(2.5) 76(3.0) 101(4.0)
探头厚度(c)mm(in.) 12(.47) 25(.99) 31(1.22) 48(1.89)
精度(a) +/-4% +/-4% +/-4% +/-4%
重复性 1.5% 1.5% 1.5% 1.5%
净重(b)(g) 120 290 465 1160

热成像板
显示红外激光光束
耐火砖和阴燃纸不再是从事二氧化碳激光研究人员的必备工具了。现在利用Macken Instruments的热成像板对红外激光波束进行实时高清观测已经成为可能。该仪器的特点能够解决许多问题。例如：
 由于其快速的响应时间，通过调节谐振腔反光镜可以使它能
够被用来观察快速变化的激光波形图。
 方便的外部设计使它能够置于光学元件之上来定位和集中光束。
 该产品的高解析度使它可以作为诊断工具来弥补红外光学器件的
缺陷。
同时也可以作为光学校准时的辅助工具。
甚至激光干涉仪的临界调整也被大大简化了，两条未被校准光线的干涉条纹也会变得清晰可见。

工作原理
热成像板通过热敏磷光体显示红外激光光束。当通过长波紫外光（3600A）照射这些磷光体荧光的时候，荧光强度会随着温度升高而减弱。当红外激光光束打到热敏表面的时候，吸收的能量使表面温度升高，并且产生相应的热像。当表面被紫外线照射的时候产生的影像表现为较暗的图样和较亮的荧光背景。通过使用不同的磷光体、以及在磷光体和阳极化铝散热片之间使用不同数量的绝热体可以获得不同的灵敏度范围。
任何长波紫外线都可以用来照射表面，但是Macken的仪器的光源22-UV是最适合的。它体积小、亮度等级高使得它可以方便地在室外环境进行固定。

产品描述
CO2激光光束的功率密度分布很广，上到可以把耐火砖烧一个洞，下到手背都感觉不到的程度。拥有着重叠灵敏度的八种不同的表面用于顺畅地把功率密度分布拓宽到0.01 W/cm2 – 200 W/cm2。（对于聚焦光束来说，最小可探测到的功率密度小于0.001W）热成像板22-A包含四种表面，用于覆盖常规的CO2激光光束功率密度范围。光学系统经常出现低功率密度，而发散的光束被22-B所覆盖。
每个热成像板的尺寸（22-A和22-B）都是6”×31/2”×1”，而这些热成像板的每一面都包含两个尺寸为3”×3”的接收面。紫外线灯（22-UV）的尺寸是6”×2”×2”。
下表提供了可以测量8~12微米的八个表面的技术参数。用于4~8微米的，把a, b, c三列的数值分别乘以2。用于2~4微米的，把a, b, c三列的数值分别乘以2.5。
产品编号表面编号常规灵敏度范围
(a.)
W/CM2 最小功率密度
(b.)
W/CM2 损伤阈值
(c.)
W/CM2 响应时间
(d.)
秒解析度
(e.)
行/英寸
22-A 1 60-200 16 800 <0.03 >300
2 30-100 8 600 <0.03 >300
3 15-50 4 350 0.03 300
4 7.5-25 2 200 0.03 200
22-B 5 3.3-11 0.9 100 0.06 100
6 1.5-5 0.4 44 0.15 50
7 0.4-2.4 0.06 24 0.2 100
8 0.06-0.4 0.01 4 1 16
a.常规灵敏度范围是功率极限的扩展，通过背光可以很容易观测到。当表面饱和的时候，使得区域完全变
黑，使它没办法再显示更多关于光束的信息，导致功率密度上限会下降。
b.可测量功率密度的最小值是指在最好的照明条件下可观察到的最低的功率极限。为了达到这个灵敏度，
室内灯光必须很微弱，而紫外照明的等级会因为产生衰减的荧光而减弱。
c.损坏阈值是指热敏表面的功率密度发生了永久性的改变。如果功率值四次以上达到饱和就会导致损坏。
因此，当饱和的时候，要用更低灵敏度来观测光束。
d.响应时间是指当光束变化的时候，热像发生相应变化所需的时间。
e.表面解析度是指，可以通过良好的对比度显示出来的最大亮线和暗线组。作为对比，报纸照片的解析度大约是70行/英寸。两条CO2激光光束相交的时候产生一个80行/英寸的干涉图样。

功耗
热成像板可以显示最高至200W的光束。尽管如此，当总体荧光出现下降标记的时候，必须把热成像板移开进行冷却。当热成像板每秒吸收的功率达到15000W的时候就会发生这种情况。功率小于30W的时候识别信息会丢失。

安全性
可以预防消除热成像板的镜面反射。热敏表面和阳极化铝都会有一些不光滑的表面在10.6微米显示镜面反射。因此，在使用红外激光的时候要检查标准的安全措施比如保护玻璃等。

价格
热成像板22-A和22-B以及紫外线灯22-UV可以单独购买或者以热成像套件的形式一起购买。当购买套件的时候，会附赠一个塑料箱。考虑到不均匀光线功率极限的广泛分布，如果是第一次购买我们推荐买套件。订购信息
热成像板，Model 22-A
热成像板，Model 22-B
紫外灯，Model 22-UV
热成像套件，Model 22-K——包括Model 22-A，22-B，22-UV和手提箱。
如果有需要，可以定制热成像表面。包括加大尺寸、更改型号或者加镀膜。

CO2激光束探头手提式面板，用以简化红外光学系统的校准过程。激光束以暗像，亮背景的形式显示，使用相同的MAC专用的紫外感应、热敏表面。
波束探头的尺寸很小，因此可以置于离光学器件很近的地方，从而准确地显示激光光束相对于狭缝的位置。通过使用激光探头，诸如决定什么时候把CO2激光光束打到镜面中心或者功率计狭缝此类的任务变得简单。
产品描述
MAC的23-S产品由七个光束探头和一个塑料箱组成。每个探头的灵敏度范围都不同，从0.05 W/cm2到200W/cm2。其中五个探头对应了第1、2、3、4、5、7和8号表面，在MAC热成像板的产品数据表里可以看到对应的描述。
每个光束探头的厚1/8” ，宽11/2”，长6”。每个探头的末端是锥形的，厚度为1/32”，因此，其热敏表面可以紧贴光学器件。
操作探头需要使用紫外灯来点亮表面，例如MAC的22-UV。尽管所有的长波紫外灯都可以使用，但是22-UV体积小、亮度高可以竖直放置。

订购信息
23-S产品：激光光束探头套装；重量：3磅
（包含7个探头和一个塑料箱）
光束探头清单：
Model 23-1 {60-200 W/cm2)
Model 23-2 i30-100 W/cm2)
Modet 23-3 (1S-S0 W/cm2)
Model 23-4 (7.S-2S W/cm2)
Model 23-S (2.S-11 W/cm2i
Model 23-7 (0.4-3.2 W/cm2)
Model 23-B (0.06-0.4 W/cm2)
Model 22-UV,，紫外灯，重量: 2磅
功耗
光束探头主要用于中低功率的激光光束。板子的纤薄设计使它能够放置在准确的位置并降低了这款产品的功耗。最大功率不能超过50W，如果在10~50W的功率条件下使用的话，吸收了700J的能量之后就要进行冷却。光束探头所使用的激光功率大约不到7W。

 连续YAG激光，脉冲钕，砷化镓
 200瓦连续
 0.7-1 .3 µm 响应
红外显示板是一种多用途工具。它可以提供所有近红外光束清晰，高对比的图像。这些显示是通过灵敏荧光完成的。这些灵敏荧光可以提供多种独特的功能。它可以为脉冲激光器提供可变的图像，对连续YAG激光具有高分辨率，并且对砷化镓发光二极管具有良好的响应。通过宽广的敏感范围，所有的近红外激光都能显示出来。
表面
Model 24利用三种不同的红外灵敏度表面来满足各种近红外激光显示的需求。表面#1主要是为YAG激光使用的。当紫外线灯照亮时，表面发出亮绿色的荧光打在荧光屏上。同时近红外光诱导能够使荧光猝灭的传输。以这种方法，红外光束在明亮的荧光背景下显示为黑色的图像。通过改变紫外线灯的光照强度，表面的灵敏度可以在大的范围内变化。比如紫外线灯距表面的距离。响应时间也是依据紫外照射的强度的。但是一般不会小于10微秒。这么快的响应时间适用于观测迅速地YAG激光模式的改变。但是复原时间如此之快而不能观测单脉冲激光。
表面#2是适用于钕和其他红外脉冲激光器的。这个表面发出亮绿色荧光。就像表面#1一样，红外光猝灭产生黑色图像显示在明亮的背景上。但是这个表面有更长的衰变时间，所以用它观测脉冲激光器，是最理想的。根据照度条件，图像的存储时间从十分之一秒到几分钟不等。紫外照度越强，持续时间就越短。当不使用紫外照明的时候，当背景照明变暗时，表面的荧光屏会保留激光光束模式几分钟。
表面#3，主要用于查看砷化镓发光二极管和探测连续YAG激光光束。这个表面的操作原理和前面所描述的是不同的。当它曝光在荧光室的灯光下或者紫外灯光下，能量就被存储在荧光表面下。近红外触发能量的释放，以橘黄色光显示。从而，光束在黑色的背景下呈现一个明亮的图像。在荧光吸收红外一定的能量后，表面就会被耗尽，这是光束必须移动到表面的一个新的区域或者表面被换掉。
为了安全地显示光束，所有的板和成像表面都需要一个遮片。
显示特点
连续YAG&High Rep. Rate Nd 脉冲Nd 砷化镓二极管
　标准显示高分辨率显示最小功率密度能量损耗密度标准显示高分辨率显示高分辨率显示最小功率密度最小距焦功率能量损耗密度
(1) (2) (4) (3) (1) (2) (2) (4) mW (3)
W/cm2 W/cm2 W/cm2 J/cm2 J/cm2 J/cm2 mW/cm2 mW/cm2 　 mJ/cm2
表面1 100-8 8-0.1 0.1 　　　　　　　
表面2 7-3 3-0.3
表面3 　　 0.003 2 7-3 3-0.3 5.-0.1 0.02 <0.001 80


光谱特点　损伤限制
　触发
波长发射
波长激发
波长分辨率图像衰减时间　连续损伤阈值脉冲损伤阈值最大平均功率最大间歇功率
微米微米微米线/In 秒 W/cm2 (5)J/cm2 W W
表面1 0.7-1.6 0.5-0.6 <0.43 >300 0.005 显示板 2000 7 200 1000
表面2 0.48-1.6 0.48-0.57 <0.48 >50 0.1-200
表面3 0.53-1.6 0.54-0.62 <0.53 >50 0.005-0.05 激光探头 2000 7 40 100

(1) 激光光束的轮廓清晰可见，但是激光模式的方式的详细信息是不可见的。
(2) 在这个范围内的功率密度允许在激光光束内的模方式和详细信息可以被观测。
(3) 能量密度触发在表面的所有储存的能量。
(4) 最小可探测的功率密度仅在房间灯光变暗时能观测的到。
(5) 脉冲钕，正常模式运作.

放大光束显示
有时特殊激光的功率密度会超出范围，所以这个范围需要模方式的高分辨率的显示。在这种情况下，不歪曲图像，而只是通过激光光束穿过镜头允许它扩大到能产生所需要的激光功率密度这个方法来达到功率密度的改变。和激光光束的发散度相比，只要镜头的发散度（或者集中）被扩大，那么扩大的模式就是在镜头的位置的激光光束的精确显示。对于CW YAG激光器来说，这种技术特别有用。因为我们想要看到光束的扩大，并且能很拍下复杂的模方式。

Model 24-K
以上的图片展示了红外显示板和两个红外光束探头。这些就是Macken公司的Model 24-K，即近红外显示盒。

订购信息
Model24-K
Includes 24, 24-1, 24,3, Case; Weight: 3 lbs.
Model24 Near lR Plate;Weight: 2lbs.
Model24-1 Beam Probe, Surface #1
Model24-2 Beam Probe, Surface #2
Model24-3 Beam Probe, Surface #3
Model 22-UV Ultraviolet Lamp;Weight: 2lbs.
红外显示板包括三个表面。表面1 主要地用于YAG激光，尺寸是3”×6”并且覆盖了板的另一面。表面2和表面3在背面都占据3”×3”的面积。
光束探头，一个有表面1另一个有表面3，尺寸是1 112 " x 6" x 1/8".它们适用于使用轻薄，手持显示表面的领域。比如：当它进入光圈时，检测红外光束的位置。
对于很多红外显示领域来说，长波的紫外线灯是必须的。尽管任何的长波紫外线灯都可以使用，但是Macken公司提供的Model 22—UV灯具有小型，高光子输出的特点。并且是独立的，为显示板提供最均匀的照明。

水冷热成像板是一种多种用途的工具，它可以产生红外激光的实时，高分辨率的图像。它可以提供激光光束到达500W的连续的观测。Macken原始热成像板已经成为观测co2激光器和其他的二氧化红外激光器输出的工业标准。而非制冷板只能适用于间歇性地功率超过50W的激光器。现在我们水冷的热成像板具有以下附件的性能：
.通过水流经过热沉连续地冷却板表面，使延长观测时间成为可能。
.通过连续水流，无限量功率消耗500W或者更少。
.当调整谐振腔镜子时，快速地响应时间可以观测激光模模式的迅速变化。
.在两个板上，提供四种敏感范围，每个表面的尺寸是5n x 5" {12.5 cm x 12.5 cm)
操作理论：
通过使用热敏磷光，水冷热成像板可以显示红外激光光束。当长波紫外线灯照射时，磷光会发出荧光，然而，荧光粉会随着温度的增加减弱。当红外激光打在热敏表上，被吸收的能量会引起表面温度的上升，从而产生一个相应的热图像。当这个表面被紫外线灯照射时，这种模式在荧光的背景上会呈现一个黑色的图像。通过改变磷光和阳极化铝散热片之间的隔热额，可以获得不同的敏感范围。请查看热成像板(Model 22-A&22-B)的参数页来获取更多的信息。
尽管任何的长波紫外线灯都可以用来照射这个表面，但是Macken的Model-22UV紫外线灯是最令人满意的。它体积小，高照度的特点可以使它在非工作的区域很方便的定位。

功耗：
水冷热成像板可以连续地显示功率到500W的激光光束。但是激光光束不要超过下面给出的使用特殊表面的损伤阈值功率密度。
每一个板的尺寸是5.5" x 5" x2" (14 x 13 x 5 cm).板子的另一面是为5" x 5" (13 x 13 cm)的磷光涂层。管接头的尺寸是1/4". 紫外线灯（UV-22）的尺寸是6" x 2" x 2" (15x5x5cm).
以下的表格给出了测量8-12微米的四个表面的规格。于4-8微米使用，列a,b和c乘以2
于4-2微米使用，列a,b,c乘以2.5.
一个可选的潜水泵（Model 20-WP）可以不通过连接外部水源，超时地用水冷却热成像板。通过使用潜水泵使水再次流过板子，从而冷却热成像板，这时一桶水相当于一个便携的散热片。例如：如果可以承受温度的上升，1加仑（4升）的水可以吸收10分钟达500W的激光光束能量。
型号表面数字正常敏感范围
(a.)
W/cm2 最小功率密度
(b.)
W/cm2 损伤阈值
(c.)
W/cm2 响应时间
(d.)
SEC 分辨率
(e.)
Lines/In
20C 1
2 60-200
30-100 16
8 800
600 <0.03
<0.03 >300
>300
20D 3
4 15-50
7.5-25 4
2 350
200 0.03
0.03 300
200
如果超过功率密度，在低功率的情况下，表面也会损伤。——查看损伤阈值信息。

a. 在背景照明没有减弱的情况下，正常敏感范围是功率密度的扩大，这点能很容易观测到。当表面变得饱和的时候，上功率密度被切断，这时区域完全变黑，在光束内能显示任何更详细的信息。
b. 最小可探测的功率密度是在最有利的照明条件下，可观测到得最低的功率密度。在这个敏感度，房间的灯光必须变暗，同时紫外照射度必须降低，从而产生暗的荧光。
c. 损伤阈值是一个能在热敏表面产生永久的变化的功率密度。只有在大于四倍的饱和的功率因素的作用下，这种情况才能发生。所以，当产生饱和时，一个较低的成像表面用来显示光束。
d. 响应时间是在热图像上光束显示的一个变化，这个变化发生的时间。
e. 表面分辨率是深色和浅色对的最大值。这个深色和浅色对能够通过良好的对比显示出来。通过对比，新闻报纸上的图片分辨率最大是70线/英寸。CO2激光光束通过两个角度交在一个角上，从而产生80线/每英寸的干涉图样。

订购信息
提供两种标准型号的水冷热成像板。Model 20-C提供表面1和表面2。Model 20-D提供表面3和表面4。任何表面的组合可以特殊订购。

西安聚星光电技术有限公司张成
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