许多激光应用使用脉冲光束,脉冲宽度变得非常短,甚至是飞秒脉冲也很常见。紫外线波长在许多此类应用中特别有用;由于短波长具有高光子能量,因此可以使用非热机制来烧蚀或切割材料。这使得在医药和材料加工方面有一些独特的应用成为可能。
短脉冲可以在很短的时间内将大量能量施加到一个小焦点上,从而最大限度地降低周围材料中热效应的风险——因为产生的任何热量都没有时间转移到周围材料中当脉冲结束时。
重复脉冲激光的每脉冲能量通常使用热释电传感器来测量。热释电晶体吸收激光脉冲产生的热量产生瞬态可测量电压(与吸收的能量成正比)。然而,能够烧蚀和切割材料的紫外光的那些相同特性可能会影响制造传感器的材料,并由于紫外暴露而改变其特性。对于用于测量的传感器来说这不是一件好事!
一、Ophir 热释电传感器吸收器
金属:实际上只是晶体上充当电极的金属涂层。它很薄,所以速度很快,但这也意味着它的最大能量密度或“损坏阈值”较低。它具有较窄的光谱范围,并且对偏振也很敏感,如果偏振光束以一定角度进入,则可能会影响读数。
BF 和 BB宽带吸收体:它们具有更宽的光谱范围和更高的损伤阈值,但较厚的涂层意味着它们的脉冲重复率比金属吸收体低。
对于涉及更高能量密度的应用,一些传感器添加了扩散器。扩散器传播光束,从而降低吸收器上的能量密度,从而使传感器可以处理比其他情况更高的能量密度。扩散器不会影响响应时间,因此它可以与金属吸收器涂层一起使用,而不会牺牲速度,即最大脉冲率。
带扩散器的 Ophir 传感器的型号名称中带有字母“DIF”或“DIFH”,例如“ PE50-DIF-C ”。
二、UV紫外线辐射处理
扩散器并不能免受紫外线辐射的影响。通常,扩散器在暴露于紫外线后会改变其透射率,从而导致能量测量出现明显的漂移;这是扩散器上的有机污染物碳化的结果。进一步暴露在紫外线下会消除碳化污染物,透射率恢复到原来的值。
通常的建议是在实际测量之前将扩散器暴露在紫外线下几分钟,以帮助确保稳定的性能,但这并不总是可行。有一个解决方案:
Ophir 提供两种带有特殊类型扩散器的能量传感器,该扩散器具有:
①更高的损伤阈值(即使对于紫外线)
②即使在长时间的紫外线照射下也能保持稳定——无紫外线漂移。
这要归功于特殊的表面微观结构,可以防止污染物的积累。
PE50U -DIFH-C和PE50BF-DIFH-C是 Ophir 的优质能量传感器。它们在从 193 nm 一直到 2.94 微米的波长下进行校准,即使在这些 UV 波长下也具有特别高的损伤阈值(193 nm 处为 1 J/cm2)。
PE50BF -DIFH-C在扩散器下方具有“BF”宽带吸收器,在整个光谱范围内具有非常高的损伤阈值 – 即使是最短的脉冲也高达 6 J/cm2(对于毫秒高达 90 J/cm2)脉冲)。
这 2 个传感器是 193nm 和 248nm 脉冲激光的最佳解决方案。它们即使在紫外线下,损伤阈值也很高绝对校准,即使在紫外线下。