پاور متر های لیزر
موضوع : پاور متر های لیزر
تاریخ آزمایش : ۲۴/۰۲/۱۴۰۳
عنوان استاندارد:
پاورمترهای لیزر
مقدمه:
پاورمترهای لیزر یکی از ابزارهای حیاتی در آزمایش‌های نوری و لیزری هستند که برای اندازه‌گیری توان پرتوهای لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به تنوع منابع نوری از لحاظ طول‌موج، توان، و ساختار، انواع مختلفی از پاورمترها طراحی شده‌اند. این گزارش به بررسی و مقایسه چهار نوع پاورمتر نوری شامل مدل‌های Sanwa LP10، UNI-T UT692D ، پاورمتر ترمال دستی، و پاورمتر خنک‌شونده توان‌بالا می‌پردازد.
لیست قطعات اپتیکی استفاده شده:
منبع لیزر
کابل فیبر نوری
کانکتوراستاندارد
انجام آزمایش با ذکر دقیق کلی مراحل:
1_ پاورمتر Sanwa LP10 :
این پاور متر ساخت شرکت سانوای ژاپن هست که تصویر آن در زیر آمده است
و در ادامه به معرفی آن میپردازیم:
این دستگاه دارای :
1_ یک کلید سلکتور است که محدوده‌های
مختلف اندازه‌گیری را نشان می‌دهد.
2_ دارای سنسور یا پروب لیزر است که
یک کابل مارپیچی متصل است و در بالا
سمت چپ قرار دارد برای اندازه‌گیری
مستقیم توان لیزر.
3_ در بازشونده کنار دستگاه حاوی جدول
ضریب تصحیح طول موج که هر طول موج یک ضریب مخصوص دارد که با عدد خوانده شده ضرب میشود تا مقدار واقعی توان به وات محاسبه شود.
4_ نمودار حساسیت طیفی که:
محور افقی نشان دهنده طول موج بر حسب نانومتر
محور عمودی حساسیت نسبی
و بیشینه حساسیت دستگاه حدود[nm] ۸۵۰ است.
کاربرد و نحوه استفاده:
این دستگاه برای اندازه‌گیری توان‌های نوری با توان کم تا متوسط استفاده میشود.
طیف طول موج مورد پشتیبانی بر اساس نمودار و جدول بین ۴۰۰ تا ۱۳۰۰ نانومتر است .
اگر لیزری با طول موج مشخص مثلاً[nm] 633 داشته باشیم باید عدد خوانده شده را در ضریب تصحیح مربوط به آن طول ضرب کنیم تا مقدار واقعی وات را به دست آورد، مثلا اگر لیزر ما
۶۳۳ [nm] باشد و طبق تصویر عدد[mW] .۰۴۸را می خوانیم مقدار واقعی این توان طبق جدول ضریب تصحیح به صورت زیر است:
ضریب تصحیح * عددی که دستگاه نشان می دهد = مقدار واقعی توان
[mW]*1.00 = .048 [mW] 048. = مقدار واقعی توان
که این عدد. ۱.۰۰ ضریب تصحیح طول موج[nm] 633 است.
2_ پاورمتر UNI-T UT692D :
این پاور متر فیبر نوری در شرکت های مخابرات کاربرد فراوانی دارد
تصویر این پاور متر در روبه رو آمده است و در ادامه به معرفی آن میپردازیم:
برند دستگاه UNI-T و مدل آن UT692D است و درجه حفاظت آن IP65 به معنی مقاوم در برابر گرد و غبار و پاشش آب است. در نمایشگر دیجیتال طول موج ۸۵۰ [nm] ثبت شده است که عدد ۴.۷ [mW] اندازه گیری می شود.
این دستگاه دارای دو پورت FC و SC است که به آن متصل شده است (کابل زرد رنگ) برای اندازه‌گیری توان نوری منتقل‌شده در فیبر نوری.
کلید های کنترلی:
LIGHT: برای روشن‌کردن نور پس‌زمینه
ZERO: کالیبراسیون صفر
dB: نمایش نسبت به مقدار مرجع
Lambda: تغییر طول موج اندازه‌گیری
AUTO OFF: خاموشی خودکار
POWER: روشن/خاموش
کاربردها:
تست انتقال نور در فیبر نوری عیب‌یابی شبکه‌های فیبر نوری کالیبراسیون سیستم‌های نوری استفاده در مراکز داده، ارتباطات نوری، FTTH و آزمایشگاه‌ها.
3_ پاورمترهای لیزر توان بالا(High Power Laser Power Meter):
این نوع پاورمترها برای اندازه‌گیری توان‌های بسیار بالا (۱۰ [kW])طراحی شده‌اند؛ توان‌هایی در رنج ده‌ها تا هزاران وات، حتی کیلووات.
ویژگی‌های کلیدی:
سنسور ترمال (Thermal Sensor) سنسورهای
گرمایی (معمولاً ترموپایل یا ترموکوپل) هستند که
انرژی نوری رو به گرما تبدیل می‌کنن.جرم زیاد
نسبت به حجم به‌دلیل وجود بلوک‌های فلزی سنگین
یا سیستم‌های خنک‌کننده برای جذب و پراکندگی
حرارت ایجاد شده توسط لیزر است.
توانایی اندازه‌گیری چند صد وات تا چند کیلووات مناسب لیزرهای Nd:YAG، CO₂، Fiber و دیودی با توان بالا را دارا هستند.کندی نسبی در پاسخ‌دهی دارند چون دما باید بالا بره تا توان تشخیص داده بشه، اما دقت بالا دارن.
دو نوع آشکار ساز هوای خنک و آشکار ساز آب خنک دارند که آشکار ساز هوای خنک برای توان های پالس لیزری استفاده میشود مثلا دستگاه یک بازه ی ۵ ثانیه ای به ما م دهد و باید در همین بازه اندازه گیری توان انجام دهیم وگرنه دستگاه میشود.
آشکار ساز آب خنک برای اندازه گیری توان های پیوسته معمولا تا ۱۰ دقیقه استفاده می شود.
4_ پاور متر ترمال (Thermal Laser Power Meter):
این نوع پاور متر بر پایه گرما عمل می‌کند.
در ادامه نکات فنی و کاربردی مربوط به این نوع پاور متر رو برات توضیح می‌دهیم :
مشخصات ظاهری دستگاه:
سنسور دایره‌ای بزرگ در بالاکه این قسمت
محل برخورد پرتو لیزر هست.
به احتمال زیاد شامل یک سنسور ترمال با
پوشش جذب‌کننده است که انرژی نوری لیزر
رو به گرما تبدیل و توان رو محاسبه می‌کنه.
دکمه آبی رنگ: برای روشن/خاموش کردن
یا شروع اندازه‌گیری استفاده می‌شه.
نمایشگر دیجیتال: که مقادیر اندازه‌گیری‌شده
(وات یا میلی‌وات) رو نشون می‌ده.
نکات استفاده ایمنی
1_ عدم قرار گرفتن پرتو بیش از حد مجاز روی سنسور: ممکنه باعث آسیب حرارتی بشه.
2_ پرتو لیزر باید در مرکز دایره‌ی سنسور بخوره.
3_ نیاز به زمان پایدارسازی: چون حرارت به‌تدریج افزایش پیدا می‌کنه، چند ثانیه تا چند ده ثانیه برای نمایش دقیق لازمه.
بیان چالش‌های آزمایش:
واگرایی پرتو لیزر و ایجاد اختلاف در عدد های پاورمتر
بیرون آمدن پرتو نور از درون کابل فیبر نوری
برابر نبودن عدد های دو پاورمتر نخست در اندازه گیری توان یک نوع لیزر
حساسیت پاور متر ها به نور محیط
گزارش نتایج:
با استفاده از پاورمتر Sanwa LP10 توان لیزر را در فاصله ی ناچیز از حسگر ۱۸.۳ [mW] و در فاصله ی ۷ [cm] ،
۱۰ [mW] به دست آوردیم.
خلاصه‌ای از انجام آزمایش:
آزمایش با هدف شناخت عملکرد انواع پاورمتر و مقایسه آن‌ها از نظر دقت، ساختار، محدوده توان قابل اندازه‌گیری و سهولت کاربری انجام شد. هر پاورمتر با توجه به نوع کاربرد خود (فیبر نوری، آزمایشگاهی، صنعتی) دارای ویژگی‌های خاص و نقاط قوت و ضعف متفاوت بود.
تحلیل شخصی فرد آزمایشگر:
از نگاه شخصی، پاورمتر UNI-T به دلیل رابط کاربری ساده، نمایشگر دقیق و عملکرد سریع گزینه مناسبی برای کاربردهای روزمره در آزمایشگاه‌های فیبر نوری است. پاورمتر Sanwa برای کاربردهای دقیق و لیزرهای کلاس پایین مفید است. پاورمترهای توان بالا هرچند سنگین و پرهزینه‌اند، اما برای ایمنی و دقت در لیزرهای صنعتی حیاتی هستند.
نتیجه گیری:
در این آزمایش، چهار نوع پاورمتر از نظر عملکرد، ساختار، حساسیت و محدوده کاربرد بررسی شدند. انتخاب پاورمتر مناسب وابسته به شرایط استفاده است. در کاربردهای عمومی، مدل‌های دیجیتال با دقت بالا و قابلیت تنظیم طول‌موج انتخاب مناسبی هستند؛ در حالی‌که برای توان‌های بالا استفاده از آشکارسازهای خنک‌شونده الزامی‌ست. شناخت دقیق عملکرد و محدودیت هر پاورمتر، بخش مهمی از ایمنی و دقت در کار با لیزر است.
اولین دیدگاه را ثبت کنید