高功率近红外光纤激光器的精确测量：解决方案和最佳实践
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随着精度需求的增长，近红外 (NIR) 光纤激光器已成为军事、研究和工业材料加工领域不可或缺的一部分。
高功率连续波 (CW) 光纤激光器现在提供从 1kW 单模到超过 100kW 多模的功率。其强大的可靠性、模块化光纤终端、多功能准直光学器件和可互换的加工头（高斯和平顶帽）使它们成为要求苛刻的材料加工任务的首选。
然而，表征这些强大的光束并非易事。虽然传统热电堆传感器可以通过水冷却处理功率和能量测量，但关键参数（光斑尺寸、光束形状、焦点位置和 M²）需要先进的技术来避免测量系统变形或损坏。
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概述
在“高功率 NIR 光纤激光器的精确测量”一文中，Yoni Groisman 探讨了对 NIR 光纤激光器进行精确、实用测量的迫切需求，这些激光器工作在 1070 nm 附近，功率水平从几百瓦到几千瓦不等。准确的光束表征对于所有高功率应用的过程控制和质量保证至关重要。
当面临高功率密度时，传统方法会变得不稳定，这可能会导致传感器损坏或光束失真。该论文概述了三个主要策略：（1）侧向散射瑞利光的间接成像（例如 Ophir BeamWatch）； (2)采用单元件探测器进行针孔扫描，体积庞大且复杂； (3) 经过极端光学衰减后，通过 CCD 光束分析仪直接测量。
讨论的核心是 Ophir LBS-300HP-NIR，这是一款突破性的激光分束器，可提供超过 100 万的光学衰减。通过采用成对的 UVFS 光楔，它将不到 0.0001% 的入射光束反射到 CCD 轮廓仪，从而保持光束形状、偏振并最大限度地减少背景光。其额定功率高达 5kW，可处理高达 15MWcm⁻² 的功率密度。
LBS-300HP-NIR 具有灵活的安装、与标准 C 接口配件的兼容性以及一套可互换的中性密度滤光片，用于微调到达相机的强度。验证测试表明，与传统衰减器相比，光束轮廓更清晰、无失真。
热管理至关重要：暴露在 4kW 功率下 10 分钟后，设备温度可能会上升约 23°C，因此建议采用主动或被动冷却和时间限制，以保持测量完整性。
无论是独立使用还是集成到更大的装置中，LBS-300HP-NIR 都能提供可靠、经济高效且精确的光束分析，为工业和研究中更广泛采用高功率 NIR 激光器铺平道路。
参考文献包括高功率光纤激光测量以及 Ophir BeamWatch 和 BeamGage 系统的相关文献。
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