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(亦稱為塞貝克效應)工作原理，即任何存在溫度差的導體都會產(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爾帖效應的逆過程。

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。

將光功率轉化為電壓的程度取決于探頭表面吸收光功率并將其轉化為熱量的能力。為了增強表面吸收，探測表面會鍍一層膜。為了達到更好的效果，這種膜層應不受波長影響(即吸收效率與入射波長沒有關系)，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性

熱電偶本身對激光波長不敏感—只將熱轉化為電壓。但是，吸收膜會表現(xiàn)出一定的波長相關性，因為膜層表面會反射一小部分入射光，并且反射率與波長也有關系。由于膜層不是透明的，故不會透射光，同時，在理想情況下，轉化過程的效率僅與反射(R)和吸收(A)因子有關，它們滿足R + A = 1或A = 1- R。因此，吸收率與波長的函數(shù)關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

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、低電壓風機或水來冷卻。

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