《光束分析仪：给激光束来场全方位“体检”》|传感器|光学|光束分析仪：给激光束来场全方位“体检”|高斯

光斑分析仪：激光束检测的全方位解决方案

在激光技术广泛应用的当下，精确测量激光束特性对保障激光系统性能和应用效果至关重要。航鑫光电自主研发的光斑分析仪，凭借其先进技术和卓越性能，为激光束检测提供了全面且精准的解决方案。

一、激光束检测的关键技术与方法（一）光束直径的定义与测量原理

激光在垂直于传播方向的平面上能量分布无明确边界，需对光束直径进行科学定义以实现准确测量。对于常见的高斯光，通常采用能量的1/e²来界定光束直径；半峰全宽也是常用定义方式，即强度最大值50%位置，此时功率占比约76%，不过这些定义仅适用于对称波束。对于能量分布呈非对称复杂模式的激光束，依据ISO11146标准，利用光斑能量信息计算强度分布函数的二阶矩（D4σ）来确定直径，标准高斯光斑的二阶矩和1/e²定义结果一致。

相机式光束测定仪利用二维光学传感器，如CCD和CMOS，一次性获取整个光束的能量分布。激光照射到传感器上，强度分布被记录并以数字形式存储于计算机，再借助专业分析软件构建强度分布图像，依据相关公式计算光束直径、形状及M²值等参数。航鑫光电光斑分析仪具备同样功能，可测量激光光斑尺寸、质心位置、椭圆度等参数，支持测量数据和测试报告PDF文档导出，满足日常激光参数测量需求。

（二）近场与远场模式测量技术

为全面了解半导体激光器和光纤等光电设备发出的光束特性，需分别测量其输出端附近（近场，NFP）和远离输出端足够远（远场，FFP）位置的光斑。近场光斑尺寸通常在微米量级，普通相机难以满足高精度测量要求，可借助光学变焦系统，通过物镜扩大出射光斑并成像在CCD上；远场光斑则通过特定光学系统测量，常用于测量半导体激光器的发散角等。

二、光束测定仪测量方式对比

常见的光束测定仪测量方式有相机式和扫描式。相机式光束测定仪借助二维光学传感器一次性测量整个光束，能高效测量光斑，可测连续光和脉冲光。其测量时间短，可处理能量分布复杂的激光，但价格较高，通常难以测量小尺寸光斑。扫描式光束测定仪通过单个光电探测器逐次测量激光强度，再经拟合计算得出光斑能量分布，更易测量小尺寸光斑，但测量时间长，无法测量脉冲激光和能量分布复杂的激光。航鑫光电光斑分析仪采用大口径的COMS传感器，相机口径可达23mm，在大光斑测量方面表现卓越。

三、影响光束测定仪测量的关键参数

选择光束测定仪时，需综合考量多个影响相机性能的参数。有效面积指二维感光传感器的尺寸，面积越大，可接收光的范围越大，能检测更大的光斑；分辨率以宽度×高度表示相机图像的像素数量，分辨率越高，图像越清晰；像素尺寸是图像的最小单位，在有效面积固定时，分辨率越高，像素尺寸越小，图像细节和清晰度越高；响应波长表示传感器能够感应的激光波长，常见硅基芯片传感器的响应波长一般在350nm~1310nm之间，航鑫光电光斑分析仪在此方面表现良好；位深是色调从黑色到白色的变化步骤数量，位深越高，颜色渐变越细腻；帧频指一秒内拼接图片的数量，帧频越高，视频越流畅。

四、航鑫光电光斑分析仪的技术优势

航鑫光电光斑分析仪具有显著的技术优势。其芯片尺寸大，可达22.5mm×22.5mm，精度高，单像元尺寸可达11μm，像素大小为11x11μm，光斑检测直径范围在110μm~22.5mm之间。该产品标配衰减片，操作方便，可选更高功率衰减配置，功率范围可达1000W，支持手动和自动实时曝光及增益调节。

五、航鑫光电光斑分析仪的主要测量功能

该分析仪的主要测量功能丰富多样，涵盖测量光斑直径（长轴/短轴，X/Y方向）、椭圆度、高斯拟合度，分析，分析能量分布等，分析能量分布、光束位置，设置发散角Pass/Fail，高速、高分辨率显示2D和3D伪彩色光束轮廓，实时进行光斑的伪彩色2D显示、长短轴的高斯曲线显示，支持控制相机的曝光、增益和分辨率，支持参数的统计分析，记录和导出参数或生成报告，读取光斑图片并测量参数，具备多种图片保存功能，支持USB3.0接口，图形化界面易上手，可自由设置，还可定制拓展功能。

六、航鑫光电光斑分析仪的典型行业应用

航鑫光电光斑分析仪在多个激光相关领域有典型应用，如激光器光斑测量、激光光斑模式缺陷检测、准直器光斑检测、光纤对准耦合分析、光学器件质量检查以及外光路准直等。在这些应用场景中，该分析仪能够发挥专业优势，为激光相关产业提供精准的测量和分析支持，助力产业发展和技术创新。