激光功率计 3分钟了解激光功率计

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蔡深圳彩煌热电科技有限公司产品经理

随着激光技术的普及和应用，国内激光产业逐步扩大，市场规模迅速扩大。中国激光产业已初步形成完整成熟的产业链布局。上游主要包括激光元器件和材料，中游是激光设备，下游主要是激光加工服务、应用产品和消费产品。中下游的激光设备和激光加工服务占据激光市场的80%空。

目前，中国是世界上最大的工业加工激光设备市场。《2019中国激光产业发展报告》显示，2018年中国激光设备销售收入突破605亿元，比2017年增长22.2%。在激光设备的研发、生产或实际应用过程中，测量激光设备的功率是必不可少的一步。因此，激光功率计逐渐成为激光设备行业中非常重要的一部分。

什么是激光功率计？

激光功率计是用来测试连续激光的功率或脉冲激光在一定时间内的平均功率的仪器。广泛应用于通信、医疗、工业制造、科研等领域，用于监控激光光源的功率，涵盖激光美容、激光医疗、激光打标、激光切割、激光打孔、激光焊接、3D打印等行业。

根据原理和材料，激光功率计探头可分为光电探头和热电探头两种。光电激光功率计探头的原理是通过光电二极管直接将光能转换成电流或电压信号来表征激光功率的大小，热释电激光功率计探头首先将光能转换成热量，然后转换成电信号输出来表征激光功率。

光电和热电激光功率计探头有明显的优缺点:

光电探头响应时间快，响应频率高，但对使用的波长有一定的限制。比如Si光电二极管只能测量1μm以内的光，更适合测量低功率的激光。一般可以直接探测功率在1 pW到几百mW的激光，加上衰减片，最多只能测量3 W以内的激光。

热电探头响应时间比较长，但光谱测量范围较宽，可以在紫外到远红外波段使用，功率测量范围较宽，从毫瓦到几十千瓦不等。其中，热电探针广泛应用于激光行业。

如图2所示，薄膜热电堆检测传感器是热释电探头的核心部件，其结构由前薄膜光学透镜、光学薄膜、多层薄膜吸收层、薄膜过渡层、薄膜绝缘层和薄膜热电堆组成。

图2热电堆探测器结构的分解图

薄膜热电堆以中心对称的方式分布，薄膜保护层可以有效防止探测器精度因环境影响而降低。集成电路用于接收、分析、存储和输出测试信号，供后续处理系统调用和应用。在测量连续激光照射时，当激光通过薄膜光学透镜进入时，激光的光能被多层结构的薄膜吸收层转化为热能。热能在薄膜过渡层和衬底之间传递，然后由薄膜热电堆转换成电能，经ic电路处理后输出。最后，可以通过激光功率计显示表或应用显示终端获得可读的激光功率值。

国内外激光功率计市场现状

激光功率计已经有40多年的历史，但市场上的大多数产品仍然依赖进口。国外品牌以其起步早、配套成熟、技术完善一直引领激光功率计市场。近年来，国内许多高校和研究机构都开展了相关的研究和产品，但都无法形成商业产品和规模，这是由于质量差，缺乏市场竞争力。当然，国内也有厂家购买国外的薄膜热电堆检测传感器进行组装。虽然降低了价格，但供应受到国外厂商的限制，不了解核心制造技术的应用和类型的局限性。

在这样的背景下，深圳彩煌热能科技有限公司(简称彩煌热能)研制出了性能与国外相当的国家级激光功率传感器和激光功率计。从表1可以看出，彩黄热电产品的主要性能与国外领先品牌相当，达到国际先进水平。该产品的优点是测量范围宽、精度高、产品种类丰富，可以满足不同的应用要求。

表1菜黄热电与国外领先品牌同类产品性能对比表

来源:开放数据整合

在选择激光功率计时，应考虑以下因素:

图3彩黄热电激光功率计产品图

其中，集成功率计探头作为最新出现的功率计类型，应用前景最为广阔。集成功率计探头是集成在激光加工设备中的重要部件，可以实时监测激光功率。该产品具有非标准定制的特点，可提供模拟电压输出和RS232或USB数字信号输出两种不同类型的信号输出选项。

产品除了得到工业客户的认可外，还得到上海光学与力学研究所、中国科学院、江苏师范大学、爱尔兰都柏林三一学院等高校和研究机构的认可。

国产激光功率计的优势

与国外激光功率计制造商相比，国内激光功率计制造商的优势主要体现在以下三个方面:

1)国产产品价格更低，性价比更高

在激光功率计方面，与国外企业相比，国内制造成本更低，运输成本更具优势。同时，国内企业秉承薄利多销、惠及客户、共同发展的理念，产品价格更低，这也是打破国外企业垄断的优势。随着国内技术的发展，国内功率表的性能已经达到国际水平，因而具有更高的性价比。如今，激光行业的竞争越来越激烈，成本控制已经成为所有制造商的首要任务。选择国产激光功率计可以有效降低激光应用企业的发电成本。

2)国内产品供应周期较短

进口激光功率计的采购受跨境报关运输限制，一般供货周期需要两到三个月。这就要求国内激光设备厂家提前备货，增加了企业的生产成本，也可能造成生产延误和不必要的经济损失。电能表国产化的出现，大大缩短了电能表产品的供货时间，一般标准型号两周内即可发货。国内快递的便捷性保证了产品能够尽快到达用户手中。

3)售前售后服务更快更方便，时间和经济成本更低

对于国内用户来说，没有语言障碍，技术交流更直接方便。国产功率表一般提供试用服务和使用指导，给客户更好更方便的服务，避免采购失误造成的经济损失。同时，国内拥有自主技术的厂商也可以根据实际应用需求为客户定制合适的特殊产品。激光功率计在使用中的损耗和损坏是不可避免的，这涉及到校准和维护的售后问题。国内的地理优势使得问题简单化，不用发到国外，维护成本更低。

在产品使用过程中的技术支持方面，客户可以快速方便的联系国内厂家进行售后，沟通可以更加及时有效，在短时间内获得初步的解决方案。这些方面大大降低了企业客户的时间和经济成本。

随着激光行业精细加工技术的发展，越来越多的激光制造商开始关注激光功率的测量。同时，国产产品高性价比的出现，使得激光功率计的应用更加广泛。随着行业竞争的日益激烈，越来越多的厂商将开始选择性能与进口产品相当、价格远低于进口产品的国产功率表。国内激光功率计市场将不可避免地演变成国产产品取代进口产品的局面。

引用

[1]中国报道网。2019年，中国激光市场规模持续增长，产业发展空大

[EB/OL]。http://free . China baogo . com/Dian zi/201910/102245 f 352019 . html . 2019-10-22

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