یکشنبه, ۲۴ فروردین ۱۳۹۹ ۰۱:۴۸ ۲۱۸
چچ

توان سنج و انرژی سنج اپتیکی - Optical Power & Energy Meters


توان سنج اپتیکی ( توان سنج لیزر) ابزاری برای اندازه گیری توان نوری (انرژی رسیده در واحد زمان) در یک پرتوی نوری (به عنوان مثال پرتوی لیزر) است. این تجهیز عموماً امکان اندازه گیری نور ورودی با یک پهنای باند نسبتاً کم را ممکن می سازد و میانگین توان را هنگام دریافت پالس های متوالی با میزان تکرار پالس بالا (مثلاً از لیزری که در یک حالت خاص قفل شده) را نشان می دهد. برای اندازه گیری انرژی پالس های دریافتی، تجهیز دیگری استفاده می شود که به آن انرژی سنج اپتیکی می گویند. بیشتر توان سنج ها فقط برای پرتوهای نوری با شعاع پرتوی کاملاً محدود مناسب هستند، به عنوان مثال برای نور پراکنشی، اما سنجنده های خاص دیگری با سنجنده نوع کره ادغام وجود دارند که می تواند حتی پرتوهای ورودی بسیار واگرا مثلاً از دیودهای گسیل کننده نور را دریافت کرده و اندازه گیری دقیق کند.



شکل - 1 - توان سنج و انرژی سنج اپتیکی


عموماً، یک توان سنج اپتیکی یک سر حسگر دارد که سنجنده میزان توان ورودی است و روی یک پایه سوار شده و روی میز اپتیکی نصب می شود تا یک پرتوی ورودی را به صورت افقی در ارتفاع معینی دریافت نماید. سر حسگر برای گسترش دامنه اندازه گیری می تواند به دستگاههای تضعیف کننده اپتیکی اضافی مجهز باشد. این مورد بخصوص برای انواع دستگاه های نوع فتودیود وجود دارد. سر سنجنده میتواند به یک صفحه نمایش مستقل متصل شود که حاوی یک صفحه نمایش آنالوگ یا دیجیتال برای نمایش توان است. غالباً این امکان وجود دارد تا بازه های مختلف توان را انتخاب نموده و تنظیمات متنوعی را اعمال نمود. به عنوان مثال سرعت واکنش را در حالت کند یا سریع قرار داده یا طول موج را تغییر داد. برخی از انواع این تجهیز دارای یک خروجی الکتریکی آنالوگ هستند که سیگنال ولتاژ متناسب با توان دریافت شده نور را نشان میدهند و یا رابط دیجیتالی (مانند USB، GPIB، RS-232، WLAN یا بلوتوث) را برای اتصال به یک کامپیوتر ارائه می دهند. ابزارهای نمایش اغلب می توانند با سر حسگرهای مختلف ترکیب شوند - حتی با سرهای حسگر از نوع متفاوت؛ به عنوان مثال سر حسگر پیرو الکتریک و فتودودیود.



شکل - 2، صفحه نمایش قابل لمس یک توان سنج اپتیکی


برخی از انواع این تجهیز میتوانند با انرژی سنج های اپتیکی ترکیب شده و به صورت یکپارچه عمل نمایند. همچنین سرهای حسگر بدون امکان سنجشی وجود دارندکه می توانند مستقیماً به وسیله USB به رایانه متصل شوند. آنها فقط حاوی چند الکترونیک به ویژه مبدل آنالوگ به دیجیتال و یک رابط دیجیتال هستند که ممکن است یا در خود سر حسگر یا در یک قطعه جمع و جور در اتصال دهنده USB یا جایی در امتداد کابل ادغام شوند. سنجنده های موجود و مورد استفاده در این تجهیز چند نوع هستند. بیشتر توان سنج ها از آشکارسازهای حرارتی استفاده میکنند. در این نوع، توان اپتیکی در یک ماده دارای ساختار جاذب با یک پوشش سیاه به توان گرمایشی تبدیل می شود و افزایش درجه حرارت ناشی از آن (در واقع اختلاف دما بین جاذب و مونت) با یک ترموپیل اندازه گیری می شود.



شکل - 3، یک توان سنج اپتیکی با حسگر حرارتی


توان سنج های بسیار حساس تر و همچنین سریعتر می توانند با استفاده از فتودودیودها ساخته شوند که بیشتر آنها بر پایه سیلیکون (Si) ساخته شده اند، اما برای مادون قرمز نزدیک ژرمانیم (Ge) استفاده می شود. این نوع همچنین وقتی که از کاهنده یا تضعیف کننده مناسب استفاده می کند می تواند برای اندازه گیری توان های بالا استفاده شود.



شکل - 4، حسگر فتودیود سیلیکونی سری نوع کره ادغام


ویژگی های فنی نظیر پاسخ طیفی، بازه اندازه گیری توان، دقت، سرعت، ناحیه فعال و همنواختی پاسخ آشکارساز، نوع خروجی، ابعاد، نوع منبع تغذیه، ثبات دستگاه و توان نمایش برای انتخاب این تجهیز مهم می باشند.

آدرس کوتاه شده:
فهرست طبقات
پربازدیدترین مطالب معرفی تجهیزات آزمایشگاهی