激光性能检测步骤和方法-激光检测机构

激光性能参数检测标准

激光性能检测是什么检测？

激光性能检测是对激光器的输出光束进行的一系列检测和评估，以确保其满足设计要求和应用需求。

激光性能检测标准有哪些？

激光性能检测标准，目前我司的激光性能检测标准，主要使用了下面这些检测标准：

1，光束质量因子 M2检测标准

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

2，光束指向和位置稳定度检测标准

GB/T 27662

ISO 11670

3，中心波长检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 13695

4，峰值波长检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 13695

5，光谱宽度检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 13695

6，光谱线宽检测标准

GB/T 15175

ISO 13695

7，波长稳定性检测标准

GB/T 15175

ISO 13695

8，连续功率检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 11554

9，功率及能量稳定性检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 11554

10，功率及能量密度检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 11554

11，功率密度分布检测标准

YY/T 0756 -2009

ISO 13694

12，光束  （束腰）  宽度/直径检测标准

GB/T 26599.1；

GB/T 13739；

GB/T 15175

ISO 11146 -1

13，束腰位置检测标准

GB/T 26599.1；

GB/T 15175

ISO 11146 -1

14，瑞利长度检测标准

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

15，束散角/发散角检测标准

GB/T 26599.1；

GB/T 13739；

GB/T 15175

ISO 11146 -1

16，椭圆度检测标准

GB/T 26599.1

ISO 11146 -1

17，激光模式检测标准

GB/T 13739

ISO 11146 -1

18，偏振度检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359

ISO 12005

19，脉冲宽度检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359；

GB/T 41572

ISO 11554

20，重复频率检测标准

GB/T 15175；

GB/T 31359；

GB/T 41572

ISO 11554

21，脉冲时间稳定性检测标准

GB/T 15175

ISO 11554

22，快轴和慢轴发散角检测标准

GB/T 31359

23，光强分布检测标准

GB/T 31359

24，标称眼危害距离 NOHD检测标准

GB/T 41643；

GB 7247.1

IEC 60825 -1

25，激光安全等级检测标准

GB 7247.1

IEC 60825 -1

激光性能检测步骤和方法

激光性能的检测是一个复杂的过程，它涉及对激光器多个关键参数的测量，以确保其符合设计规格和应用要求。

以下是进行激光性能检测的一般步骤和方法：

1. 安全准备

• 个人防护：佩戴适当的激光防护眼镜和服装。
• 安全设置：确保实验室或测试区域符合激光安全标准，设置警告标志。

2. 设备校准

• 仪器校准：确保所有使用的测量设备已经过校准，并且在有效期内。
• 环境控制：保持测试环境稳定，包括温度、湿度等。

3. 基本参数测量

• 输出功率/能量：使用功率计或能量计直接测量激光器的输出。对于脉冲激光器，还需测量脉冲能量和重复频率。
• 波长：利用光谱仪或波长计来确定激光的实际工作波长。
• 光束直径和发散角：使用CCD相机或光斑分析仪来测量激光光束的直径以及发散情况。
• M²因子：通过测量不同位置的光束直径来计算光束的质量因子M²，这有助于评估光束的空间相干性。

4. 高级特性测量

• 脉冲特性：如果激光器工作在脉冲模式下，还需要测量脉冲宽度（使用快速光电探测器和示波器）、脉冲形状等。
• 调Q和锁模特性：对于调Q或锁模激光器，要检查调Q开关的工作情况和锁模脉冲序列的质量。
• 光谱特性：使用光谱分析仪来检查激光的频谱纯度和带宽。

5. 稳定性和可靠性测试

• 长期稳定性：让激光器连续运行一段时间，监测其输出功率、波长等参数的变化。
• 环境敏感性：改变环境条件（如温度、湿度），观察激光器性能的变化。

6. 数据记录与分析

• 记录数据：详细记录所有的测量结果，包括测量条件。
• 数据分析：对比测量结果与制造商提供的规格表，分析激光器是否满足应用要求。
• 报告编写：撰写详细的测试报告，包含所有测量数据、分析结论及建议。

7. 维护与调整

• 必要调整：根据测试结果，可能需要对激光器进行一些调整，如清洁光学元件、调整谐振腔长度等。
• 定期维护：制定定期的维护计划，确保激光器长期稳定运行。

激光性能参数定义

M2因子  

在激光科学中，参数M²也称为光束质量因子，表示光束到理想高斯光束的变化程度。它由光束的光束参数乘积(BPP)与相同波长的理想  

高斯光束的光束参数乘积(BPP)之比计算而得。它将激光束的发散度与能够达到的最小聚焦光斑大小联系起来。对于单模TEM00(高斯)  

激光束，M²为1。  

光束质量在很多应用中是重要的评价标准，在光纤通信中，为了与单模光纤耦合，需要M²因子接近1的光束。M²决定了已知直径的准  

直光束聚焦的紧密程度，焦点的直径跟随M²和辐照度的变化而变化，这在激光加工和激光焊接中是非常重要的，因为它决定了焊接位  

置的高能量密度。  

ISO标准规定了一种计算M²的方法，测量一组光束的直径，最大限度地减少误差来源。以下是主要步骤:  

-用无像差透镜聚焦。  

-使用ISO标准中详细的回归方程来拟合双曲线到X轴和Y轴的数据点，通过最小化测量误差来提高计算的准确性。  

-从拟合曲线中提取每个轴的θ、R、W0和M2的值。ISO标准还提出了一些关于直径测量的额外规则(特别是当使用ccd或cmos阵列传感器时):  

-用直径的三倍作为计算区域。  

-在进行测量之前一定要去除背景噪声。

激光性能检测范围

固体激光器（光纤激光器）

波长

输出功率

功率不稳定度

束散角

出口光束直径、束宽

光束质量因子

束腰直径、宽度

光束指向不稳定度

偏振度

阈值

电光转换效率

脉冲宽度（准连续型和脉冲型）

脉冲重复频率（准连续型和脉冲型）

输出能量（准连续型和脉冲型）

输出能量不稳定度（准连续型和脉冲型）

平均功率（准连续型和脉冲型） 

 半导体激光器

中心波长

峰值波长

谱宽度

输出光功率

平均功率（准连续型和脉冲型）

峰值功率（准连续型和脉冲型）

脉冲能量（准连续型和脉冲型）

工作电压

工作电流

阈值电流

斜率效率

脉冲宽度（准连续型和脉冲型）

脉冲重复频率（准连续型和脉冲型）

电光转换效率

温度-波长漂移系数

偏振度

光束宽度

光强分布

输出功率不稳定度

输出能量不稳定度（准连续型和脉冲型）

占空比

边模抑制比

截止频率 

工业激光器

输出功率

平均输出功率（准连续型和脉冲型）

输出功率不稳定度

光束质量因子

波长

半峰全宽

脉冲宽度（准连续型和脉冲型）

电光转换效率

光束直径

脉冲重复频率（准连续型和脉冲型）

单脉冲能量（准连续型和脉冲型）

脉冲宽度（准连续型和脉冲型）

脉冲重复频率（准连续型和脉冲型）

对光束束宽的定义方法

光斑尺寸：  

对光束束宽的定义有以下几种方法：  

1、1/n定义法  

在光强分布曲线上，相对光强为峰值光强的1/n处的两个点之间的距离定义为光束的束宽，一般n取值为e2或e，实际上是按照光强分布  

定义的。  

2、功率定义法  

在光强分布曲线上，占总功率能量的η处至峰值处距离定义为束宽w（z），常用的η有86.5%，63%。  

3、刀口法  

按能量来定义束宽，对应10%和90%能量截断点间的距离定义为束宽，可避免“1/n”方法用于计算无规则光束的困难，能用于计算  

无规则的和光束质量极差的光束的束宽。  

4、二阶矩定义法  

直角坐标系中，在z处x、y方向的束宽wx，wy按二阶矩方法定义为：束宽ω(z)随坐标z按双曲线  

规律向外扩展，z=0时，ω(0)为最小值，ω0称为束腰。  

瑞利长度：  

高斯光束的波阵面在束腰位置处为平面波，波阵面是由此开始传播的。波阵面从束腰位置向前传播，逐渐变成曲面，直到等相面曲率半  

径达到最小，此后变平。从束腰到达最小曲率半径位置两者之间的距离就称为瑞利范围，其大小由Z0来表示称为瑞利尺寸。在Z0≤Z  

范围内高斯光束可以近似认为是平行光束，光束的瑞利长度越大则准直性越好。  

发散角：  

一般用发散角描述激光的发散度，有多种方式去测量激光束的发散度，我们在这里描述两种激光束发散度的测量方法。  

方法1：  

使用一个已知焦距的透镜测量远场激光束发散度，显然完全发散θ=D/f，D是焦点位置的束腰半径，f是焦距。  

通过将CinCam分析仪放置在焦距处，并且直接在软件RayCi上输入焦距，就很容易实现光束发散度的测量。  

方法2：  

通过直接计算光束路径中的几个位置的光束尺寸进行测量，发散度由公式θ=2arctan[（D1-D2）/2L]算出，D1、D2是不同位置的光斑  

直径，L是两个被测光斑之间的距离。

激光FDA认证需要什么资料？

激光产品认证需要提供的资料如下：

1、申请表、中英文说明书、电路图、PCB布局图

2、元件清单、CD机芯规格书或JAQ报告（包括激光波长范围）

3、激光通路图，标签电子档

4、品保方面的检测流程图；生产、安装流程图

5、整机测试（如耐久性测试、震动测试、高温高湿测试）

6、完整样机两套