Измерение мощности и времени импульса падающего лазерного излучения

Измерять мощность будем с помощью измерителя калориметрического твердотельного ИКТ – 1Н (рис. 7), предназначенного для измерения энергии импульсов лазерного излучения в спектральном диапазоне 0.4 – 4 мкм.

Рис 7. ИКТ – 1Н. 1 – блок регистрации, 2 - головка измерительная, 3 – механизм юстировки, 4 - аттенюатор

Принцип работы прибора ИКТ – 1Н заключается в поглощении приемным элементом головки измерительной энергии лазерного излучения и преобразовании её в термо э.д.с., значение которой фиксируется показывающим прибором блока регистрации. Показывающий прибор отградуирован в еденицах измерения энергии Дж. При измерении уровней энергии, превышающих 150 Дж, предусмотрено использование аттенюатора, который навинчивается на измерительную головку вместо крышки со входным окном.

С помощью оптического клина отведем небольшой процент () падающей энергии на светоделительный кубик.

Светоделительный кубик пропустит половину падающей на него энергии на головку измерителя мощности, а другую половину отразит на датчик измерителя времени длительности импульса, как это показано на рисунке 6. Датчиком измерителя времени импульса лазерного излучения послужит фотодиод, который будет выводить падающий на него сигнал на экран осциллографа

Материал оптического клина - стекло К8. Угол между рабочими поверхностями 7.5°. Фронтальная поверхность отражает 4% падающего излучения под углом 15° на светоделительный кубик. Тыльная поверхность клина просветлена таким образом, что пропускает падающее на неё излучение на 99.9%

Технические характеристики измерителя энергии ИКТ – 1Н приведены в таблице 4.

Таблица 4. Технические характеристики ИКТ – 1Н.

Предельное значение плотности энергии излучения, при котором средство измерений не выходит из строя,
Предельное значение плотности энергии излучения, при котором погрешность средства измерений не превышает установленную,
Длительность импульса, с
Диаметр измеряемого пучка лазерного излучения, мм	4…16
Предел допускаемой основной погрешности, %
Минимальный интервал времени между измерениями, мин

В качестве фотоприемника будем использовать фотодиод марки

ФДУК-11. Фотодиод предназначен для использования в системах регистрации излучения от ближнего инфракрасного участка спектра до ультрафиолетового диапазона. Основные характеристики фотодиода приведены в таблице 5.

Таблица 5. Характеристики фотодиода

Тип фотоприемника	Фотодиод
Рабочий диапазон спектральной чувствительности	350 – 1100 нм
Светочувствительная поверхность	мм

7. Техника безопасности

При работе с генератором существуют два вида опасности: световое излучение большой интенсивности и электрический ток.

Источником интенсивного светового излучения является головка генератора, источниками электрической опасности – пульт управления, блоки конденсаторов, соеденительные кабели, головка генератора.

Запрещается смотреть прямо на луч генератора или на зеркальное отражение луча, а также осуществлять визуальный контроль попадания излучения на обьект в момент генерации без применения средств защиты глаз.

Размещать в зоне лазерного пучка предметы, вызывающие его зеркальное отражение, если это не связано с производственной необходимостью.

Оптический тракт лазера должен быть полностью закрыт специальным устройством.

В нерабочем состоянии выходное отверстие головки генератора должно быть закрыто защитной заглушкой.

Лица, временно привлекаемые к работе с лазерами, должны быть ознакомлены с инструкцией по технике безопасности и производственной санитарии при работе с лазерами и прикреплены к ответственному лицу из постоянного персонала подразделения.

Необходимо помнить, что в блоках конденсаторов, оптической головке, пульте управления имеется постоянное высокое напряжение 5 кВ и импульсное высокое напряжение 15 кВ.

После отключения касаться блоков конденсаторов не разрешается в течении 5 минут.

Электрическая безопасность генератора обеспечивается действием блокировок при снятии крышек с блоков конденсаторов и крышки с оптической головки, наличием световой сигнализации о включении генератора, отсутствием возможномсти повторного включения накачки после отключения питания.

Блоки конденсаторов и оптическая скамья должны иметь защитное заземление. Заземление должно осуществляться подсоединением блоков и скамьи с помощью заземляющего провода сечением не менее 4 к заземляющему контуру помещения.

К работе с генератором допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие техническую подготовку и инструктаж по технике безопасности.

К ремонтным и настроечным работам с генератором допускаются лица прошедшие для этого всю необходимую техническую подготовку.

Запрещается запуск лазерной установки вблизи взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ и мест их хранения.

Требования к персоналу, работающему с лазерной установкой. Персонал, допускаемый к работе с лазерными изделиями, должен пройти инструктаж и специальное обучение безопасным приемам и методам работы.

Персонал, обслуживающий лазерные изделия, обязан изучить техническую документацию, инструкцию по эксплуатации, ознакомиться со средствами защиты и инструкцией по оказанию первой помощи при несчастных случаях.

Лица, временно привлекаемые к работе с лазерами, должны быть ознакомлены с инструкцией по технике безопасности и производственной санитарии при работе с лазерами и прикреплены к ответственному лицу из постоянного персонала подразделения.

Персоналу запрещается:

· осуществлять наблюдение прямого и зеркально отраженного лазерного излучения;

· размещать в зоне лазерного пучка предметы, вызывающие его зеркальное отражение, если это не связано с производственной необходимостью.

В случае подозрения или очевидного облучения глаз лазерным излучением следует немедленно обратиться к врачу для специального обследования.

О всех нарушениях в работе лазера, несоответствии средств индивидуальной защиты предъявленным к ним требованиям и других отступлениях от нормального режима работы персонал обязан немедленно доложить администрации и записать в журнале оперативных записей по эксплуатации и ремонту лазерной установки.

При эксплуатации данной лазерной установки должны быть соблюдены общие требования по эксплуатации лазерных установок, приведенные выше.

К лазерной установке должны допускаться только лица, непосредственно занятые ее обслуживанием и работающие с ней.

При работе лазерной установки все лица, не занятые непосредственно в процессе облучения объекта и прочих вспомогательных процессах, должны покинуть место проведения работ.

Запрещается запуск лазерной установки, при отсутствии защитных элементов, ограничивающих зону выхлопа рабочего тела из сопла.

Запрещается демонтировать, отключать или же другим образом нейтрализовывать системы и датчики, отслеживающие наличие лазерного излучения.

Запрещается эксплуатация лазерной установки при неисправных датчиках, сигнализирующих о наличии лазерного излучения.

Запрещается запуск лазерной установки вблизи взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ и мест их хранения.