Применение: исследования и разработка лазера.
Тип измерения: измерение энергии лазера, измерение высоких энергий.
Цели заказчика
Известный исследовательский центр лазеров высокой мощности активно разрабатывает новый лазер, который, после завершения строительства, станет одним из самых мощных лазеров в Соединенных Штатах.
Цель их исследований – изучение фундаментальных физических процессов. Они мотивированы первыми достичь определенных научных рубежей, что добавит известности их исследовательскому центру.
Чтобы убедиться в максимальной эффективности установки, необходимо измерить энергию на пути распространения лазерного луча в нескольких точках. Им нужно создать лазер как можно большей мощности. Вся эта мощность будет контролироваться в соответствии с протоколами безопасности.
Лазерные установки такого типа обычно не стоят без дела. У них есть график, по которому каждый эксперимент планируется заранее, и у каждого ученого есть ограниченное количество времени для работы с установкой. Эти лазеры могут генерировать ограниченное число импульсов в день, поскольку требуется много времени для перезарядки. Если пиковая мощность отклонится от заданных значений, то эксперимент может провалиться.
Проблемы
Как измерить энергию одного из самых мощных лазеров в мире? Это очень сложная задача, особенно, если этот лазер находится на стадии разработки.
Такая задача была поставлена перед научно-исследовательской группой Gentec-EO. Задание непростое, но не было ещё таких мощностей, которые не измерили бы специалисты компании.
Помимо высокого уровня мощности, это измерение включает в себя и другие трудности:
- Размер луча на этапе усиления может быть довольно большим (до 160 мм);
- Очень высокая плотность мощности в лазерном пятне;
- Наносекундные импульсы измеряются сотнями джоулей и десятками джоулей в фемтосекундном диапазоне;
- Сочетание высокой мощности и коротких импульсов превышает все пороги повреждения большинства лазерных детекторов энергии.
Решение Gentec-EO
Специалисты по измерению лазерного излучения Gentec-EO встретились с учеными исследовательского центра, чтобы подобрать лучшие детекторы для лазера. Поскольку характеристики лазерного луча меняются на протяжении всего пути распространения, то для разных точек измерения необходимо использовать разные детекторы. Большинство нужных детекторов уже входит в стандартную линейку продукции, за исключением калориметра, о котором мы поговорим позже.
Пироэлектрические лазерные детекторы энергии серии QE
Пироэлектрические лазерные детекторы энергии QE от Gentec-EO лучше всего подходят для данной лазерной системы, поскольку частота следований импульсов составляет 10 Гц, а диаметр луча в большей части лазера хорошо согласуется с апертурой детектора.
Детекторы энергии серии QE выпускаются с апертурой от 9x9 мм до Ø 95 мм. Кроме того, самая большая модель в этой серии работает с энергиями до 250 Дж.
Заказчику подошел поглотитель MB, который используется в серии QE, поскольку широкополосный лазер излучает в диапазоне 100 нм. Уникальный поглотитель MB имеет плоскую амплитудно-частотную характеристику в области генерации источника излучения, что обеспечивает высокую точность измерений.
Integra: измерение с помощью компьютера
Integra – отличное решение для мониторинга полученных данных на компьютере. Они подключаются с помощью USB и работают c бесплатным фирменным программным обеспечением PC-Gentec-EO.
ПО позволяет вести регистрацию данных в режиме реального времени и экспортировать их в электронные таблицы для дальнейшего анализа.
Специальные калориметры для лазерных лучей большого диаметра.
Для измерения энергии лазерного луча на этапе усиления, когда он имеет большой диаметр, лучше всего использовать калориметры Gentec-EO, поскольку они имеют размеры до 420х427 мм.
Для лазерных лучей большого диаметра, высоких энергий и специальных применений, для которых не подходят серии QE или UP, Gentec-EO может спроектировать и изготовить детекторы под требования заказчика. В данном случае это было явно необходимо. Калориметры имеют широкий выбор материалов, от поверхностных покрытий до самых прочных объемных поглотителей. Стекло, выбранное в качестве поглотителя, является лучшим поглотителем на рынке. Оно используется в приложениях с высокой плотностью мощности. Также была подогнана длина провода. Наконец, при калибровке учитывалась длина волны излучения лазера.
Результаты
Детекторы QE уже более 10 лет радуют заказчиков своей надежностью и производительностью, что позволяет снижать траты на разработку своих проектов. В целом, это любимый продукт клиентов для измерения энергии.
Разработка революционных технологий, подобных этой лазерной установке, требует много времени и ответственных партнеров. Первый запуск этого мощного лазера запланирован через пару месяцев. Gentec-EO гордится тем, что поддерживает исследовательские проекты такого масштаба.
