Измерение мощности лазерного излучения., Термоэлектрическое преобразование. Опции

[ADOWWW]

Хочу поделиться проделанным и послушать мнение коллег, может есть какие замечания или советы.
Стоит задача измерения мощности импульсных лазеров в различных диапазонах длин волн.
Мощности не особенно важны, так как измерения будут проводиться в специальном тестовом режиме подогнанном под датчик , т.е. суммарный поток энергии будет усреднен.
Минимальная мощность порядка 4-5 Ватт. Точность порядка 10-15%, в принципе не особенно критична, можно поднять верхную планку до 20%.
Устройство должно быть с хорошей повторяемостью и на общедоступных элементах.
Решил использовать для эксперементов обычный ТЕС модуль 72W 40x40mm.
Протестировал модуль на предмет линейности, почти линейная зависимость напряжения от ΔТ.
Хотя абсолютные значения при одинаковых температурах у трех протестированных экземплярах отличались. Что в принципе и ожидал.
Поскольку достать черных модулей не удалось, пришлось для уменшения рефлекции наклеить на НОТ сторону шайбу из графита, толщиной 1мм.
Холодную сторону посадил на радиатор с принудительным охлаждением.
Облучал мпульсами спот 8мм, 940нм, 100мs 1,3Hz 280W.
ТЕС выдал 2.4В ,температуры стабилизировались после где-то минуты излучения, НОТ 86С° радиатор 31С°, при окружающей температуре 21 градус.
В принципе все как бы понятно, но что-то мне не очень нравится то что радиатор просто обдувается, хотя ΔТ после снятия облучения примерно через 80-90 сек уходит в ноль.
Радиатор сам остывает достаточно медленно и при следующем измерении ( или повторном ) температура будет уже выше.
Стоит ли заморачиваться со стабилизацией температуры холодной стороны ?
Потом, графит не очень приятный материал, крошится, горит, от старости высыпается, да и при импульном воздействии разрушается.
Что можно применить ?
Я пока не придумал схему регистрации/обработки полученного напряжения. Что посоветуете, пиковый детектор ? Интегратор ?
Теоретически мерить надо в Джоулях, но тогда надо четко привязывать на время. Вобщем что то зациклился, пните в нужном направлении.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ADOWWW]

_pv , Да, эта мысль мне сразу в голову пришла, но пришлось самому же ее забраковать. Я не написал в первом посте, это устройство нужно только для диодных лазеров.
А они у нас есть с различными формами и размерами спота, отражение и абсорбирование мощности в десяток Ватт уже само по себе будет сложно и достаточно дорого, тут же оно дополнится необходимостью универсальности, под лазеры от ИК до зеленого. У нас есть несколько нароботок в этом направлении, они оказались неконкурентноспособными. То что получилось у меня на столе стоит сущие копейки и не требует оптики. Что самое важное.

Tanya , Я успел полазить в Гугле и такие конструкции сенсора видел, более того они и сейчас есть, но у них даже на первый взгляд есть сильный минус, во всяком случае для меня - теплоемкость. Я пошел по пути того же Офира, термоэлектрический принцып. Два пелтье 80х40 мм прикрытые соответствуещей графитовой или керамической пластиной будут не в пример быстрее, чем те же элементы с медной кострюлей сверху .
Правда графит это не то, что мне было бы приятно применить. Не думаю, что он долго проживет...
Я пока не проводил опыт по перемещению лазерного пятна по поверхности, чтоб определить необходимость центрирования, но думаю сильной разницы это не привнесет.

Да, еще одно, пользователь будет скорее всего не очень искушен в различных нюансах физических процессов, и ждать выравнивания температур не будет. Все должно быть быстро )))

Сообщение отредактировал ADOWWW - Dec 4 2013, 14:53