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Laser-Entfernungsmessung

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

App. 024

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.

Bild: Prinzipielle Darstellung des Messgerätes

Wegen des großen Strahldurchmessers wurde als Detektor eine Ulbrichtsche Kugel mit 300 mm Durchmesser und 50 mm Messöffnung gewählt. Diese wurde mit je einer Si-Fotodiode und einer InGaAs-Fotodiode konfiguriert. Ein Baffel verhindert die direkte Bestrahlung der Fotodiode durch die Lichtquelle und die indirekte Bestrahlung durch die erste Reflexion an der Kugelrückseite. Der große Kugeldurchmesser und die Ausführung der beiden Detektoren mit Streuscheiben bieten eine bestmögliche Kugelfunktion. Zur Signalauswertung kommt ein Zweikanal-Optometer zur Messung der mittleren Laserleistung bzw. der Laserenergie eines Pulses bzw. einer Pulsfolge zum Einsatz. Die Messung der Laserenergie erfolgt nach Puls-Stretching Methode.

Die Ulbrichtsche Kugel wurde mit Komponenten aus dem modularen Ulbrichtkugel Programm der Gigahertz-Optik GmbH konfiguriert. Die beiden Fotodioden und das Zweikanal-Optometer sind gleichfalls Standardbaugruppen der Gigahertz-Optik GmbH. Die Kalibrierung der spektralen Empfindlichkeit von 400 nm bis 1800 nm erfolgt im Kalibrierlabor für optische Strahlungsmessgrößen der Gigahertz-Optik GmbH. Dort erfolgt auch der Konformitätstest mit Pulsfrequenz bzw. Pulsweiten modulierter Laserstrahlung.