裝配式雷射功率探頭B50-MC適用於3D列印,雷射醫療和雷射鑽孔等工業領域。比起晶片式功率探頭,裝配式雷射功率探頭的優勢在於量程範圍大,可覆蓋的雷射功率範圍大。一般需要配套相應放大電路使用,輸出的模擬電壓信號和雷射功率成線性關係。
圖4 GreenTEG公司AMP系列放大電路
AMP系列放大電路是裝配式功率探頭和PCB晶片式功率探頭的可選設備,根據放大倍數的需求,GreenTEG提供了三種可選的型號(AMP204/AMP2050/AMP2060)供客戶選擇,每個型號的增益係數不同。
4. GreenTEG金屬殼式雷射功率探頭(OEM功率計)
圖5 GreenTEG公司金屬殼式雷射功率探頭C05-HC和C100HW
GreenTEG金屬式雷射功率探頭是一款較為完整的功率探頭,產品按照功率範圍可分為5W/10W/50W/100W四種,其中5W和10W的雷射功率探頭採用的是普通熱沉冷卻,50W和100W的採用的是水冷方式冷卻。C50-HW和C100—HW都會帶水路接口,金屬式功率探頭直接將放大電路集成在裡面,輸出的是校準和放大過的模擬信號,客戶可以直接將模擬的放大信號接在電壓計上讀出。這款功率探頭可以給客戶免去開發放大電路和集成的工序。
四、雷射功率探頭(OEM功率計)應用方案
1. 利用雷射腔鏡漏光監測功率
雷射器的腔鏡雖然是一個全反鏡,但仍然會有一部分透射光,一般透射光比例為0.5%~2%之間。根據透射光和輸出光強度比例來監測功率的變化,該方案在國外有多種應用,既適用於雷射源直接集成,也可以在雷射加工系統中廣泛應用,比如高功率CO2雷射切割系統就採用的是該方案。
2. 雷射器輸出後,移動反射鏡法檢測雷射功率
雷射功率探頭常常被集成在設備中對雷射器的輸出功率做實時監控。主要是在兩個過程中發揮作用:雷射加工之前,可以在很短的時間內預先判斷雷射功率是否正常,如果不正常可以反饋給雷射器做校準。雷射加工過程中,可以實時對雷射功率做監測。前者在雷射3D列印,雷射醫療領域意義重大,後者在雷射精密加工行業應用廣泛,不影響生產效率
許多雷射加工設備生產商在雷射器輸出的光路上增加一個可移動的反射鏡來控制雷射功率檢測。雷射器開啟時,處於雷射功率檢測模式,看雷射功率是否正常,如果正常就可以將轉鏡移動到光路上切換光路,進行加工。這種方案在雷射醫療領域應用最多,要求檢測時功率探頭的響應時間必須很快,GreenTEG的雷射功率探頭目前是熱電堆功率探頭行業中響應時間最快的產品,可達到0.1~0.2s。
這個方案的最大缺陷是加工的時候不能檢測,檢測的時候不能加工。
3. 雷射器輸出後,分光法監測雷射功率
採用分光片,分出一部分光,或者在45度全反鏡後面檢測漏光的方法。這種方案可以實時檢測雷射功率。而且當輸出的雷射功率比較大的時候,我們現在用分光法,按比例分出來一部分光,通過監測這一部分雷射的功率值來推算出整個輸出的功率。選擇功率更小的雷射功率探頭(OEM功率計)可以大大的減少成本和因為增加熱沉帶來的體積。也不需要水冷裝置。我們強烈推薦此方案。然而,這個方案在科研領域應用是有局限性的,主要是客戶對精度的要求非常高,這種方案可能達不到。
五、雷射功率探頭(OEM功率計)輸出電壓和功率的轉換關係
輸出電壓和功率具有線性關係,意味著每個產品出場後都會有一個標定係數。這個係數可以將電壓值轉換成雷射輸出功率值。但是這個要求雷射功率探頭的線性度必須非常好。