Esferas integradoras de potencia láser

Esferas Integradoras de Potencia Láser Labsphere LPM

Las esferas integradoras de potencia láser Labsphere LPM están diseñadas específicamente para medir láseres y otras fuentes de luz desafiantes y destacan en aquellas aplicaciones en las que un medidor de potencia láser térmico carecería de sensibilidad, o un detector de fotodiodo no podría capturar el haz completo. Cuando se combina con un fotodetector o un espectrómetro, una esfera integradora actúa como un colector de luz de ángulo amplio e insensible a la dirección y es ideal para medir láseres y otras fuentes de luz “difíciles de medir” caracterizadas por haces de gran área, alta divergencia o altos niveles de potencia. También ofrecemos sistemas de radiómetro completos basados en la esfera LPM.

Características Clave

• Esferas integradoras diseñadas específicamente para medir el flujo radiante (potencia) de láseres y otras fuentes de luz “difíciles de medir”
• La ubicación novedosa y no radial del puerto del detector hace que la esfera sea insensible a la dirección del haz, la divergencia o el desplazamiento dinámico
• Tamaños de esfera: 2, 4 o 6 pulgadas de diámetro
• Elija entre 3 recubrimientos: Spectraflect, Spectralon e Infragold
• Opcional: conecte un espectrómetro de fibra óptica a su esfera

Resuelve el Problema de Medir Láseres “Difíciles de Medir”

Un radiómetro de esfera integradora proporciona una solución simple para medir la potencia de salida de fuentes láser tanto divergentes como colimadas, por ejemplo, barras y matrices de diodos láser de alta potencia o diodos acoplados a fibra. El tamaño del haz, la divergencia y la potencia de estos láseres pueden ser difíciles (si no imposibles) de capturar con un medidor de potencia láser convencional. El uso de una esfera integradora combinada con un fotodetector de respuesta rápida simplifica la medición de láseres «difíciles de medir» y reduce en gran medida la sensibilidad a la alineación en comparación con los medidores de potencia óptica convencionales.

Una esfera integradora correctamente diseñada proporcionará mediciones precisas y altamente repetibles de la potencia del láser, independientemente del tamaño del haz, la divergencia, la polarización, la orientación del haz y cualquier desplazamiento dinámico del haz. La atenuación óptica inherente exhibida por una esfera integradora también reduce el flujo que llega al fotodetector, lo que permite el uso de detectores de tipo fotodiodo de respuesta rápida con láseres de alta potencia. Sin una esfera, los láseres de alta potencia deben medirse con detectores térmicos que responden mucho más lentamente a los cambios en el nivel de potencia del láser.

El Diseño de la Esfera Integradora de Potencia Láser Labsphere LPM

Las esferas integradoras de potencia láser LPM de Labsphere son adecuadas para medir potencias láser de onda continua (CW) y pulsada desde nanowatts hasta cientos de vatios en el rango espectral de 350-1700nm, dependiendo del tamaño y recubrimiento de la esfera elegida y del tipo de fotodetector utilizado. El diseño especial de la esfera integradora posiciona el puerto del detector empotrado en una posición no radial, haciéndolo insensible a los cambios en la orientación o divergencia del haz láser para ángulos de hasta +/- 40° con respecto a la normal. Dicho de otra manera, con una esfera Labsphere LPM, obtendrá mediciones de potencia en las que puede confiar independientemente del diámetro, la divergencia y la dirección de orientación estática o dinámica del haz láser.

¿Por qué no usar simplemente un tipo de esfera integradora de propósito general? La teoría de la esfera integradora nos dice que la luz que entra en una esfera integradora crea una distribución de radiancia uniforme sobre toda la superficie interior de la esfera después de la primera reflexión en la pared de la esfera. En realidad, este no es realmente el caso, y muchas esferas integradoras sufren de cierto grado de sensibilidad a la alineación o falta de uniformidad de la radiancia. En otras palabras, la distribución de radiancia en muchas esferas puede depender de la alineación exacta de la fuente de luz o del haz de luz en la esfera. Esto es altamente indeseable, y aunque el efecto disminuye con el aumento del tamaño de la esfera, es común que las esferas integradoras presenten deflectores que protegen al detector de la fuente de luz extendida.

El caso de las fuentes colimadas o semi-colimadas, como los haces de láseres y diodos láser, es ligeramente diferente. Aquí, el haz láser crea un “punto caliente” (zona localizada de radiancia desproporcionadamente alta) donde el haz incide en la pared de la esfera. Las esferas integradoras diseñadas para usarse con fuentes colimadas a menudo emplean un deflector para proteger al detector del punto caliente. Esto disminuye la dependencia de la señal del detector de la alineación del haz láser en la esfera. Sin embargo, lo que es crucial, no elimina el efecto.

Sin embargo, es posible diseñar una esfera para mediciones de potencia láser que no emplee deflectores y aun así proporcione lecturas que no se vean afectadas por la dirección o divergencia del haz en un amplio rango de ángulos. Este es el enfoque adoptado con las esferas integradoras de potencia láser Labsphere LPM. Las esferas LPM están diseñadas con el puerto del detector colocado en una posición no radial que obliga al fotodetector a ver la radiancia de un pequeño parche de la pared de la esfera directamente encima del puerto de entrada de la esfera. Al limitar el campo de visión del detector, evitamos que el detector vea el «punto caliente» del primer impacto del haz láser, lo que reduce en gran medida la sensibilidad a la alineación de la señal del detector con las variaciones en la dirección del haz láser. El diseño de la esfera integradora LPM es más o menos insensible a la alineación en +/- 40° horizontal y verticalmente con respecto a la normal al plano del puerto de entrada.

Recubrimientos de la Esfera Integradora

Las esferas integradoras de potencia láser Labsphere LPM están disponibles con tres recubrimientos. Elija Spectraflect, un recubrimiento a base de sulfato de bario para el rango espectral de 250-2500nm. Para un mayor rendimiento, considere una esfera de Spectralon mecanizado, un termoplástico con la reflectancia más alta en la banda de 250-2500nm que promueve un mayor rendimiento, mayor uniformidad de radiancia y un nivel mucho más alto de estabilidad y durabilidad ambiental. Para la banda infrarroja de 800nm a 15+$\mu$m, está disponible el recubrimiento Infragold electrochapado.

Tamaños y Puertos de las Esferas

Las esferas integradoras de potencia láser LPM se ofrecen en diámetros de 2, 4 y 6 pulgadas, y con diámetros de puerto de entrada de 0.5, 1 y 2 pulgadas, respectivamente. Cada esfera está equipada con dos puertos de detector, uno de los cuales se usaría normalmente para un detector de fotodiodo y el otro está disponible para acoplarse a un espectrómetro de fibra óptica utilizando un adaptador de puerto de fibra óptica opcional. Cuando no está en uso, el puerto del espectrómetro se sella con un tapón de puerto. Un soporte de montaje roscado de 1/4-20 está instalado en la posición del polo sur de la esfera y cada esfera se suministra completa con un poste de montaje, un soporte para poste de montaje y una placa base resistente.