维尔克斯光电提供千瓦级激光光斑分析仪 高功率激光光束质量分析仪，能够准确测量亚微米激光光斑或大功率微米级的光斑能量分布。

对于激光加工，往往需要在很小的范围内形成圆形、正方形或特定形状的光斑，通常采用的方法是对激光进行聚焦或整形。比如用于激光打孔、激光切割、激光划片和激光剥离等加工。无论聚焦光斑还是整形后的平顶光斑，其光斑尺寸都在微米到百微米不等的量级，而激光光斑的能量分布对于达到理想的加工效果至关重要。实际上对于激光加工最重要的两个参数是就是光斑能量分布和激光功率。激光探测器由于具有良好的灵敏度和分辨率，导致其能够直接测量的功率一般都较小，如果测量大功率或大能量的激光，需要配合滤光片或采样器来实现，能否测量超大功率的激光和采样后激光的保真度成为衡量仪器好坏的重要标准。

维尔克斯光电高功率千瓦级激光光斑分析仪（光束质量分析仪）系列产品集成了SAM3采样器，特别适于测量高功率激光聚焦光斑或整形光斑。测量的光斑尺寸范围从几个μm至8mm不等，测量的功率可高达5 kW功率水平，采样比例最小可达十万分之一，保持光斑和波前形状不变。维尔克斯光电激光千瓦级激光光斑分析仪能够适应各种生产现场，较小或较大的工作距离，实现每秒5次的实时测量。

在各种现代科学和工业激光应用中，通常需要对激光光斑进行整形或聚焦，但由于输入激光失真，光学畸变，加热，整体不稳定性和非线性效应等因素，实际得到的激光光斑往往会偏离设计目标。维尔克斯光电为客户提供最佳的测试方案和配置，我们提供完整的激光束测量，特别致力于解决激光焦点和平顶光斑的测量。

理论推演有时可以预测激光光束的行为。但在现实中，激光还会受到镜片制造公差、光路调试和环境条件等多个因素的影响，非常有必要实测验证。最重要的是要准确测量激光功率沿传播轴剖面的分布，特别是在焦点处激光能量分布。

目前通用的测量激光光斑国际标准是ISO 11146，定义各种激光光束方法。千瓦级激光光斑分析仪 高功率激光光束质量分析仪​

ISO 11146标准的测量的激光参数

激光剖面（光斑能量分布）

光束的位置

光束的对称性

激光功率

长时间光束监控

千瓦级激光光斑分析仪包括3个模块，一个是包括电子接口的探头（测量头），二是主机计算机设备或专用的独立设备，三是具有用户界面的软件。关于激光探头的主要方法有：扫描法、刀口法和CCD相机法，对于微小激光光斑（微米级激光光斑）的测试，我们还提供显微镜头+探头的解决方案。

激光千瓦级激光光斑分析仪软件的要素：

软件界面友好

实时激光光束的大小和高斯光束

可放大

可平均

用户设置阈值级别

根据用户需求实现报警功能

可通过RS232串口或TCP / IP导出数据

自动记录数据到文本或文件中

视频回放分析

矩形网格扑捉图像

文字和图片的打印

用于自定义应用程序•控件DLL

全在线帮助程序

千瓦级激光光斑分析仪的测量原理

千瓦级激光光斑分析仪的作用是对激光光束进行充分表征，准确获得波束宽度和光束轮廓的能力。因此，最重要的是确定波束宽度的测量分析。千瓦级激光光斑分析仪 高功率激光光束质量分析仪

定义波束宽度

光束没有清楚地定义，在理论上的光束在一定位置的轮廓无限延伸。因此，光束的尺寸不能被机械地定义为一个单一的数字。波束宽度的常用定义是光束峰值强度的1 /e2（13.5%）的宽度值，当在一平面上测量时，该平面是正交的光轴。这个定义特别适于TEM00的高斯光束的传。

然而，许多激光器的波形明显不同于一个完美的高斯光束，如果使用此简单的定义会导致问题。因此，ISO 11146标准规定的波束宽度作为强度二阶矩的点，计算出的值是从原始强度计算的数据分布。

千瓦级激光光斑分析仪的测量方法

从原理上来讲，光束分析仪器的测量方法有四种：CCD相机为基础的系统，刀口边缘扫描仪，狭缝扫描仪和针孔扫描仪。分别又称为CCD成像法、刀口法、狭缝法和小孔法。每种方法都有其优点和缺点，不同测量技术的结果可能也会略有差异。千瓦级激光光斑分析仪的主要系列是Beamon，由维尔克斯光电提供技术支持。

狭缝法是用一块带有一条狭缝的挡板去遮挡待测激光，使得待测光斑上只有狭缝所在位置的能量能够到达传感器，通过移动挡板就得到了光斑各个截面上的能量分布。小孔法则是在挡板上开一个小孔，改变小孔的位置就可以得到光斑各个位置的能量的大小，从而得到光斑能量的面分布。狭缝扫描法和针孔扫描法通常可归于同一类方法——扫描法。用通常的机械运动使用一个孔径扫描整个激光束，从而在特定的孔径位置获取设备发送的功率。扫描法可以具有很好的分辨率，测量非常小或者大的激光光束和从深紫外到远红外波段的超宽光谱范围。他们的主要缺点是不能测脉冲激光。

刀口法就是用一块挡板作为刀口去切割激光光束，同时用一个功率传感器去检测被切割后的激光光束的能量大小。在待测激光功率不变的情况下，测量结果就是刀口位置的函数。对该结果进行微分就得到了激光光斑能量在刀口移动方向上的分布。刀口法的发展提供了准确的功率测量的能力，其使用多种刀口断层扫描和重建的算法。一般的刀口法难以测量复杂的光斑能量分布。

CCD成像法也有优秀的成像能力，可测量连续波和脉冲光束。这种方法它具有测量速度快的特点，但是在对小光斑进行测量时，受限于CCD的像元尺寸，它很难达到很高的测量分辨率。

刀口法千瓦级激光光斑分析仪

刀口仪使用几个金属条嵌孔，刀口（刀刃）具有锋利的边（直边），刀刃阻挡一部分激光光束，使其不能被探测器接受，而刀口通过的部分则不被阻挡，见下图。光束的微分变化直接激光束测量宽度成正比。

刀口法有几个优点，与扫描法相比，可测量全部激光光束能准确测得功率。此外，光束分辨率不受针孔和狭缝宽度的限制，所以信噪比很高。这种方法允许几个微米的光束的直径为几毫米的测量。

扫描法的精度取决于光束的几何形状，其希望激光光束接近高斯分布。DUMA刀口法通过设计一套特殊的刀口转轮而克服这个限制，它提供多个扫描的光束的刀边缘，形成不同的面扫描。

刃口轮廓仪用不同的刀片扫描整个光束，从多刀在不同的方向的边缘的配置被用来创建信息的二维和三维图的光束，使用一个数学过程称为“重建断层成像”。刀口型光斑质量分析仪的典型型号是Beam Analyzer，由维尔克斯光电提供技术支持。

CCD法千瓦级激光光斑分析仪

CCD摄像头可以用一个二维像素阵列的成像装置来测量光束。他们感应输入信号的功率分布而产生输出电子信号，记录的激光束的强度分布，并且按像素并显示为三维等高线图。CCD法的好处是，类似于一种类似摄影装置，并会发现任何特殊的激光光斑分布，如热点（高能量点），可能存在于激光光斑中。他们可以显示二维和三维图的光束剖面，并且可以用于测连续波和脉冲激光。

而CCD法的主要缺点是，测量分辨率是有限的，它们的像素大小通常是5和10µ米之间，灵敏度也受限。通常能测量的激光波长在350nm~1100nm范围内，超出这个波段则非常昂贵。

维尔克斯光电新一代集成SAM的CCD相机法的激光千瓦级激光光斑分析仪克服了最小的光束大小限制激光束，其采用X50，X100的显微镜头，轻松地测量直径小于5µm的各种光斑，分辨率可达到<1μm。CCD光斑质量分析仪的典型型号是BeamOn。