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激光脉宽测试服务介绍

2024-05-17 14:53:05
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激光脉宽测试是一项综合性的测试服务,需要对激光器的专业知识有一定了解,同时对激光器脉宽的检测具备专业的知识。

 

本文将从几个方面为大家介绍激光器脉冲测试相关的知识:包括基本的激光脉宽定义、激光脉宽的测试方法、激光脉宽的测试流程、激光脉宽的测试参数、激光脉宽的测试标准、以及激光脉宽的计算公式、最后将为大家介绍激光脉宽的实际应用。

 

激光脉宽是什么?

激光脉宽也叫激光的脉冲宽度,激光脉宽通常是指激光功率维持在一定值时所持续的时间

脉冲宽度,简称“脉宽”,通常使用单位:毫秒(ms)、纳秒(ns),科技日新月异现在还有微秒(μs)、皮秒(ps)和超皮秒(s)级的脉宽激光。在相同功率输出的情况下,脉宽越窄峰值功率越高,脉宽越长峰值功率越低。

 

激光脉宽一般在医疗美容仪器上应用比较广泛,很多医疗美容仪器就是利于脉冲激光的特性来对皮肤进行有针对性的治疗。

 

激光脉宽作为激光脉冲持续的时间长度,是衡量脉冲激光能量集中程度的重要参数之一。脉宽越窄,意味着激光能量在更短时间内释放,峰值功率越高,这对于需要极高能量密度的应用(如精密加工、医疗手术、科学研究等)至关重要。脉冲宽度通常以纳秒(ns)、皮秒(ps)、飞秒(fs)等单位表示。

 

激光脉宽的测试方法有哪些?

 

 自相关法:利用光的自相关性质,通过迈克尔逊干涉仪等装置,测量两束部分重叠的脉冲激光之间的干涉效应,进而推算出脉冲宽度。这是最常用的脉宽测量方法之一。

电光采样法:利用快速响应的光电探测器(如雪崩光电二极管APD)和高速示波器直接捕获脉冲形状,适合测量纳秒至亚纳秒级别的脉冲宽度。

频率分辨光学 gating (FROG) 和脉冲测量通过自相关频率分辨光学 gating (SPIDER):这些是更为先进的技术,主要用于测量皮秒及以下级别的超短脉冲,通过分析光脉冲的频谱和时间信息来确定脉冲宽度。

直接光谱分析:基于傅里叶变换原理,通过测量激光脉冲的光谱分布来间接计算脉冲宽度,适用于已知光谱形状的脉冲。

 

激光脉宽的测试步骤

 

1. 系统校准:确保测试设备如自相关器、光电探测器等正确连接并校准。

2. 激光脉冲耦合:将激光脉冲导入测试系统,确保光路对准且无损失。

3. 数据采集:按照选定的测试方法收集数据,如自相关信号或光谱数据。

4. 数据分析:运用相应算法处理数据,如自相关函数的逆傅里叶变换得到脉冲宽度。

5. 结果验证:多次测量并计算平均值,确认测试结果的稳定性和可靠性。

 

激光脉宽的测试参数

 

 脉冲宽度:直接测量的参数,通常关注的是全宽半最大(FWHM)或特定强度比例下的时间宽度。

 峰值功率:根据脉冲能量和脉宽计算得出。

 光谱宽度:与脉冲宽度有内在联系,通过光谱分析可以间接反映脉冲宽度。

 信噪比:评估测量结果的准确性,特别是在光谱分析法中尤为重要。

 

激光脉宽的测试标准

 

激光脉冲宽度的测试没有统一的国际标准,但相关的测试方法和设备性能会遵循如IEC 61254系列标准(关于激光光束特性的测量方法)和ISO标准中的相关章节。这些标准主要规定了测试的通用要求、设备精度和测试环境等。

 

激光脉宽的计算公式

 

对于高斯脉冲,脉冲宽度FWHM(全宽半最大)可以通过光谱宽度Δλ与中心波长λ_0的关系估算,使用以下近似公式:

 

image.png

 

实际应用中,脉宽的具体计算会依赖于测试方法和数据处理技术。

 

激光脉宽的应用

 

 材料加工:短脉冲宽度可实现冷加工,减少热影响区,提高加工精度。

 微纳制造:皮秒及飞秒脉冲激光用于精密打孔、切割、刻蚀等。

 生物医学:超短脉冲激光在眼科手术、皮肤治疗中减少组织损伤。

 科学研究:用于时间分辨光谱学、分子动力学研究等。

 光通信:脉冲激光作为信号源,实现高速数据传输。

 激光雷达(LiDAR):短脉冲提高测距精度和分辨率。

 

像常见的脉冲激光器有固体激光器中的钇铝石榴石(YAG)激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等,还有氮分子激光器、准分子激光器等,在医疗美容行业应用比较广泛。

 

深圳中为检验是专业的激光器检测认证机构,目前我司在激光人眼安全认证和激光器性能检测领域,具有强大的检测能力和专业的检测设备,公司建设有国家科研级激光实验室,汇聚了业内顶尖的检测技术人才,针对激光脉宽测试能够通过一站式的检测认证服务。

 

目前我司激光器性能测试参数标准如下:

 

序号

参数指标

国内测试标准

国际测试标准

1,


光束  (束腰)  宽度/直径

GB/T 26599.1;
GB/T 13739;
GB/T 15175


ISO 11146 -1

2,

束腰位置

GB/T 26599.1;
GB/T 15175

ISO 11146 -1

3,

瑞利长度

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

4,


束散角/发散角

GB/T 26599.1;
GB/T 13739;
GB/T 15175


ISO 11146 -1

5,

椭圆度

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

6,

激光模式

GB/T 13739

ISO 11146 -1

7,

光束质量因子 M2

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

8,

光束指向和位置稳定度

GB/T 27662

ISO 11670

9,

中心波长

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 13695

10,

峰值波长

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 13695

11,

光谱宽度

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 13695

12,

光谱线宽

GB/T 15175

ISO 13695

13,

波长稳定性

GB/T 15175

ISO 13695

14,

连续功率

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 11554

15,

功率及能量稳定性

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 11554

16,

功率及能量密度

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 11554

17,

功率密度分布

YY/T 0756 -2009

ISO 13694

18,

偏振度

GB/T 15175;
GB/T 31359

ISO 12005

19,


脉冲宽度

GB/T 15175;
GB/T 31359;
GB/T 41572


ISO 11554

20,


重复频率

GB/T 15175;
GB/T 31359;
GB/T 41572


ISO 11554

21,

脉冲时间稳定性

GB/T 15175

ISO 11554

22,

快轴和慢轴发散角

GB/T 31359

-

23,

光强分布

GB/T 31359

-

24,

标称眼危害距离 NOHD

GB/T 41643;
GB 7247.1

IEC 60825 -1

25,

激光安全等级

GB 7247.1

IEC 60825 -1


我们能够提供的服务包括但不限于:

1,激光器、激光模组、激光成品的激光等级测试鉴定;

2,激光产品标识检查,以及正确标识制作的指导;

3,激光产品结构和设计指导(包括防护挡板、衰减、连锁、用户指引等等);

4,激光光束质量分析;

5,激光器或激光产品检测报告(包括IEC 6082521 CFR 1040.10、质检报告等等);

6,激光FDA注册认证(含首次报告、获取登录号、出口FORM 2811表指导填写、年度报告、注册资料收集和指导等等);

7,激光应用场景和产品的特殊要求技术咨询(包括工业加工、美容、医疗、指示、舞台灯光、玩具等等);

8,激光前沿发展技术的资讯和案例分享。

 

欢迎来电咨询,洽谈合作。

 

扩展阅读:激光设备检测_深圳中为检验 (ctnt-cert.com)

 

 

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