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Gigahertz Optik GmbH
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Merkliste

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Messung von Laserstrahlung

Gigahertz Optik GmbH produziert optische Strahlungsmessgeräte für Laser und Laserdioden, die in der Messtechnik, Sensorik, Analyse und Telekomunikation eingesetzt werden. Die angebotene Produktpalette beinhaltet Messgeräte für kontinuierliche und modulierte Strahlung.

Auf dieser Seite werden Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Einsatzgebieten der Lasermesstechnik vorgestellt.

Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrer Messanforderung und freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

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Laserleistungsmessung

Laser werden heute in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt. Optische Kommunikation, Laserdruck, Materialbearbeitung, Abstandsmessung (LiDAR), Medizin und Massenspektrometrie, um nur einige zu nennen.

Bei vielen dieser Anwendungen müssen die Leistung (Spitzenleistung, mittlere Leistung, Pulsform) oder die Energie sowie die Stabilität des verwendeten Lasers gemessen werden, um beispielsweise die Sicherheit gemäß den Sicherheitsnormen wie die Richtlinie über künstliche optische Strahlung 2006/25/EC oder die Laserklassifizierung gemäß EN 60825-1 zu kontrollieren. Für solche Messungen kann die Kombination aus einem photodiodenbasierten Sensor und einem elektronischen Auslesegerät (Optometer) verwendet werden.

Sehen Sie sich unser Angebot an Produkten und kundenspezifischen Lösungen für diese Anwendung an.

Hochgeschwindigkeits-Detektoren für Pulsenergie- und Pulsformmessung von Laser/VCSELs

Die LiDAR-Technologie wird in immer mehr verschiedenen Anwendungen aktiv eingesetzt. Das Spektrum reicht von der Automobilbranche über die topografische Kartierung aus der Luft und die Sicherheit bis hin zu landwirtschaftlichen und industriellen Anwendungen. Die meisten dieser Anwendungen erfordern Laserdioden, die kurze Pulse (bis in den ns-Bereich) mit Spitzenleistungen von mehreren Watt oder sogar kW aussenden, um räumlich hochauflösende LiDAR-Messlösungen und einen großen Erfassungsbereich zu ermöglichen. Vor allem neue Technologien wie Flash-Lidar-Systeme basieren auf Lichtlaufzeitmessungen, mit der Besonderheit, dass sie keine Strahlscanner benötigen, da nur ein kurzer Laserpuls mit großer Divergenz verwendet wird, um die gesamte Szene zu erhellen. Die Tiefe der angetroffenen Objekte kann dann anhand der Messung des zurückgeworfenen Lichts auf einmal ermittelt werden, wodurch eine 3D-Kartierung der Umgebung in Echtzeit ermöglicht wird.

Eine häufig verwendete Halbleitertechnologie für solche Aufgaben sind „Vertical Cavity Surface Emitting Lasers“ (VCSELs). Diese weisen typischerweise ein elliptisches Strahlprofil mit hoher Divergenz auf, das durch den Einsatz von Optiken vor der Laserdiode noch angepasst werden kann. Um eine vollständige zeitliche Charakterisierung von VCSEL - bzw. dieser Art von LIDAR-Quellen - durchzuführen, reicht die mittlere Leistung allein nicht aus. Auch Eigenschaften wie Pulsbreite, Pulsform, Pulsfrequenz und Spitzenleistung stehen im Vordergrund.


Messung der UV-Laserleistung im UV-Laserscan-Mikroskop

In UV Laserscan Mikroskopen erfolgt die Probenbeleuchtung mittels UV-Laser durch ein Mikroskop-Objektiv. Soll die gesamte Strahlungsleistung des stark konvergenten Strahlenbündels präzise gemessen werden, dann ist ein Detektor mit großem Akzeptanzwinkel erforderlich.

Fotodioden haben eine zweidimensionale Sensorfläche. Bei flachen Einfallswinkeln der Strahlung wird ein Teil der Strahlung von der Oberfläche reflektiert. Die gemessene Strahlungsleistung würde dadurch reduziert. Um diesen Messfehler zu reduzieren, können Detektoren mit einer kompakten Ulbrichtschen Kugel kombiniert werden. Diese bieten einen großen Akzeptanzwinkel und können mit höherer Laserleistung beaufschlagt werden.

Aus dem Baukasten: Prüfsystem für die Strahlungsleistung und Energie von Laserentfernungsmessern

Die Messung der Laserleistung ist manchmal aufgrund der Bauform und der Spezifikationen des Lasers mit Standardmessgeräten nicht möglich. Stattdessen eignen sich für solche Fälle modular konfigurierbare Messgeräte.

Im nachfolgenden Beispiel war ein Laserleistungsmessgerät gefordert, mit dem die Intensität eines kombinierten Laserentfernungsmessers mit Laserpointer gemessen werden kann. Als Messgrößen für den Laserentfernungsmesser sind die Pulsenergie eines Pulses und einer Pulsfolge und für den Laserpointer die mittlere Leistung spezifiziert.

Bei beiden Systemen ist die Strahlung von 830 nm bzw. 1550 nm moduliert. Der maximale Strahldurchmesser beträgt 45 mm. Das System muss rückführbar auf ein nationales metrologisches Institut kalibriert sein, damit der Konformitätsnachweis für die Klasse 1 der Norm NF EN 60825-1 erbracht werden kann.