使用熱電堆激光功率計傳感器的優(yōu)勢

一、熱電堆探頭工作原理

熱電堆功率探頭集成若干熱電偶，基于熱電效應(yīng)(亦稱為塞貝克效應(yīng))工作原理，即任何存在溫度差的導(dǎo)體都會產(chǎn)生一定的電壓。因此，如果兩個表面之間存在溫度差，就會在兩個表面之間產(chǎn)生電壓差。這個過程可以看做是珀?duì)柼?yīng)的逆過程。

熱電堆功率探頭中，入射激光束的能量會被熱電偶的入射表面吸收并轉(zhuǎn)化為熱量。熱電偶的另一表面則由于與探頭中的散熱器接觸，仍然保持相對低溫狀態(tài)。兩個表面之間的溫度差取決于入射光功率。因此，冷熱表面之間產(chǎn)生的電壓與入射光功率成正比。

將光功率轉(zhuǎn)化為電壓的程度取決于探頭表面吸收光功率并將其轉(zhuǎn)化為熱量的能力。為了增強(qiáng)表面吸收，探測表面會鍍一層膜。為了達(dá)到更好的效果，這種膜層應(yīng)不受波長影響(即吸收效率與入射波長沒有關(guān)系)，并具有較高的損傷閾值(即能夠承受較高的光功率密度)。



二、熱電堆探頭的波長相關(guān)性

熱電偶本身對激光波長不敏感—只將熱轉(zhuǎn)化為電壓。但是，吸收膜會表現(xiàn)出一定的波長相關(guān)性，因?yàn)槟颖砻鏁瓷湟恍〔糠秩肷涔猓⑶曳瓷渎逝c波長也有關(guān)系。由于膜層不是透明的，故不會透射光，同時，在理想情況下，轉(zhuǎn)化過程的效率僅與反射(R)和吸收(A)因子有關(guān)，它們滿足R + A = 1或A = 1- R。因此，吸收率與波長的函數(shù)關(guān)系可以通過測量某個波長范圍內(nèi)的反射率計算。

三、熱電堆探頭的優(yōu)缺點(diǎn)

熱電堆探頭由于產(chǎn)生的電壓取決于熱區(qū)和冷區(qū)之間的溫差，所以不會受到環(huán)境溫度變化的影響。 為了消除產(chǎn)生的熱量，必須將熱傳感器放置在散熱外殼內(nèi)，根據(jù)熱量的多少，可以通過簡單的傳導(dǎo)、低電壓風(fēng)機(jī)或水來冷卻。

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