光功率测量中常用波长、功率范围和归零参数讲解

2023-09-01 11:25:45 | 人围观 | 评论:

有时候，学习仪表操作的最好方法是参考别人的做法。下面分享以下两则光功率计相关的操作以供学习：

设置功率计表头的波长、范围和归零

根据实际波长调节自由空间光隔离器

设置功率计表头的波长、范围和归零

光功率测量中常用的三个设置参数：波长、范围和归零。我们将以520 nm光纤耦合激光测量装置为例，激光通过光纤准直器输出自由空间光束，使用光电二极管探头加表头测量。

第一个设置参数是波长。光电二极管探头一般将光功率转换为光电流，因为光电转换效率和波长有关，所以表头必须设置在正确的波长。有人误以为设置波长是让功率计滤除其它波长只测量这一个波长，实际上并非如此。比如，此处测量520 nm绿激光，虽然表头设在830 nm近红外波长，但是功率计仍能测到数值。如需改变波长设置，点击波长图标后可直接从预设列表中选择，如果没有所需波长，可按住某个波长一秒然后输入正确数值。

点击λ图标开始波长设置左下角对比设置前后的测量结果

第二个设置参数是(功率)范围。范围设置太高会降低分辨率，太低会饱和。为了得到有效测量结果，激光功率必须低于测量范围。很多应用中可设为Auto，这样功率计将随功率升高自动增加范围。不过，改变范围也会改变增益，最终改变本底噪声。如果要在相同的本底噪声下进行测量，建议手动设置范围，并在实验中保持一致。

范围设置步骤，此处设为Auto

第三个设置参数是归零。阻挡或关闭激光可以检查探头的偏移。即使挡住激光，功率计还是能测到一定的环境光。杂散光打在探头上将增加本底噪声，所以必须消除。减少杂散光的一种方法是使用Ø1英寸套管。通过表头的归零功能可进一步减小偏移。

套住探头减少杂散光

点击ZERO归零

根据实际波长调节自由空间光隔离器

如何使可调光隔离器在非设计波长处提供最高隔离度。我们将用一个窄带可调隔离器(设计波长532 nm)和Class 2激光器(中心波长520 nm)进行演示。虽然520 nm处于隔离器的工作波长范围，但为了使隔离器提供最高隔离度，即反向透过率最低，我们仍需调节隔离器的内部元件。

讲解人：Alex

基本原理：Thorlabs可调窄带隔离器在一定波长范围内提供相同的峰值隔离度。隔离器工作原理如下图所示，内部的法拉第旋转器只在设计波长处使偏振方向旋转45度，而在其它波长处的偏振旋转量将略偏移45度。

隔离器基本工作原理蓝色表示正向模式，红色表示反向模式

对于设计波长为532 nm的法拉第旋转器，它在520 nm处提供约47度偏振旋转，当反向光束(上图红色箭头)到达输入偏振片时，偏振方向与透射轴成92度，因此有一小部分光会透过，从而降低隔离度。为了隔离器达到最高，我们可以旋转输出偏振片，使其透射轴变成43度，这样加上法拉第旋转器的47度刚好等于90度。下面介绍调节步骤。

准备工作：因为激光直径大于隔离器的通光孔径，所以先要缩束，此处使用双透镜缩束器减小激光直径。所有组件都已预先对准，以相同高度沿同一排螺纹孔摆放。因为隔离器要多次转动，所以我们用一个接杆锁环确保每次调节后都维持相同高度。