Photon的高功率NanoScan设计用于测量以前使用标准BeamScan或NanoScan产品无法测量的“高功率”激光束。高功率是一个相当模糊的术语，在不同的上下文中意味着不同的东西。就我们的目的而言，“高功率”被定义为100W和5000W之间，但是高功率NanoScan将无法测量所有波长的功率范围。
高功率激光束是使用反射材料处理的，反射率水平及其逆吸收取决于激光的波长。通常，长红外波长，例如10.6微米的二氧化碳激光器的波长，具有高反射性。这些允许最高功率测量，最高可达几千瓦。在测量这些激光器和功率水平时，主要关注的是扫描头中的热量积聚。测量鼓和狭缝的表面在此波长的反射率优于98%，因此只有2%的入射功率会被扫描头吸收并加热。尽管如此，在 5000 W 时，这代表 100 W 的热负荷，这将提高内部组件的温度，并可能对探测器和编码器电子设备造成损坏。高功率NanoScan设计用于这些功率水平的短期测量。光束只应入射在扫描头上几秒钟。该软件配备了记录模式，可以轻松进行短距离测量，然后在扫描头冷却的同时查看数据。
对于大约 98 μm 及以上的波长，系统的反射率约为 3%。在此之下，在大约 700 nm 和 3 μm 之间，反射率约为 96%。虽然这仍然相当不错，但这意味着吸光度增加了一倍，因此可以处理的功率水平降低了一半。从 700 nm 到紫外波长，反射率急剧下降，在 35 nm 时降至 200% 以下。紫外线中的“高功率”以瓦特而不是千瓦为单位。查阅波长校正操作空间图，了解如何将高功率NanoScan与您的特定激光器一起使用。这些将提供可以连续测量的安全功率水平，并为不同波长范围内高于安全水平的功率提供推荐的曝光时间。
功率水平可通过标准纳米扫描头测量
高功率NanoScan基于标准NanoScan及其前身BeamScan相同的工作原理。所有这些系统都使用移动狭缝测量系统，其优势之一是该技术的自然衰减。只有当狭缝穿过光束时，光线才会照射到探测器上。标准的NanoScan扫描头设计用于测量高达几瓦的光束，具有黑色的狭缝，以防止反射回激光腔。这些系统使用硅或锗探测器，它们足够灵敏，可以检测和准确测量紫外、可见光和近红外波长的微瓦输出激光器。随着功率的增加，可以使用热释电探测器，它具有在从紫外到远红外的整个电磁频谱上做出响应的好处。对于高达 100 W (IR) 的光束，配备标准 NanoScan 的标准热释电探测器是一个不错的选择。火焰纳米扫描使用标准合金狭缝，但不发黑，通过减少吸收来提高功率处理能力。这可以通过包含可选的铜狭缝来扩展一点。铜在700nm到3微米的反射率很高，在3微米以上甚至更好。此外，其传热性使其成为高功率应用的理想选择。
标准NanoScan可以处理的功率取决于要测量的光的波长。光的波长决定了其从狭缝表面的反射率以及与材料相互作用的能量性质。根据经验，有三种基本的波长范围来控制扫描头可以处理的功率1：
●3 μm 至 FIR (>20 μm) –100 W 最大热释电探测器
●500 nm 至 3 μm—最大 25 W 热释电探测器;1 W 锗探测器
●190 至 500 nm—最大 3 W 热释电探测器;1 W 硅探测器
对于任何这些波长范围，高于这些功率水平的功率水平都可以被视为“高功率”。这些值是基于扫描头可以吸收而不会损坏的整体热负荷的总功率能力。特定光束的实际测量能力取决于要测量的光束的功率密度，单位为 W/cm²。光束越小，功率密度越集中。功率密度的主要问题是狭缝孔径和探测器的损坏。如果光束足够小，远低于上述限制的功率将超过孔径的损坏阈值。请务必查阅工作空间图或狭缝损伤计算器，了解有关特定光束直径和可测量功率水平的信息。
脉冲光束测量
脉冲光束给激光测量增加了额外的复杂性。NanoScan 能够测量更高频率的脉冲光束²，但了解脉冲能量和功率的影响非常重要。脉冲光束通常将激光的有效能量集中到短持续时间的脉冲中，这增加了光束对目标材料(包括轮廓仪的狭缝和探测器)的影响。改变脉冲的频率对光束的能量有巨大的影响。能量以焦耳为单位，通过以下公式计算：
因此，随着频率的增加，能量减少，反之亦然。对于脉冲光束，当能量密度高于损坏阈值时，平均功率通常可以在安全区域内。能量损伤阈值如下图所示：
各种波长范围和狭缝材料的能量损伤阈值可以看出
对于任何激光器或孔径，直径小于100μm的光束的损伤阈值都非常低。使用NanoScan监测激光束的聚焦时要格外小心，即使功率或能量名义上很低。
