定量水直接吸收法測(cè)量激光能量可行性分析

方波浪，韓 靜，王大輝，馮 剛，陶 波，王振寶，王建國(guó)

(西北核技術(shù)研究所，西安 710024)

激光測(cè)量對(duì)激光的研制和應(yīng)用具有重要意義。激光器的主要性能指標(biāo)須借助測(cè)量技術(shù)獲得，同時(shí)在使用過(guò)程中也需進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，隨著高功率激光技術(shù)的迅速發(fā)展[1-2]，現(xiàn)有的技術(shù)難以滿足能量高精度測(cè)量要求，如缺乏標(biāo)準(zhǔn)化高功率激光能量測(cè)量技術(shù)。高功率激光能量測(cè)量的難點(diǎn)包括抗激光損傷閾值要求高、標(biāo)準(zhǔn)溯源體系尚未建立及測(cè)量相對(duì)偏差大等[3]。因此，研究高功率激光的能量高精度測(cè)量技術(shù)具有重要應(yīng)用價(jià)值。

典型的激光能量測(cè)量方法分為間接測(cè)量法[4-6]和直接測(cè)量法。間接測(cè)量法通過(guò)測(cè)量大倍率衰減后的弱光獲得激光能量，測(cè)量相對(duì)偏差較大。直接測(cè)量法包括被動(dòng)吸收法[7-9]、主動(dòng)冷卻吸收法[10]、光壓法[11]和流水式直接吸收法[12-13]等。被動(dòng)吸收法通過(guò)固態(tài)吸收體的溫升獲得入射激光總能量，具有測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。流水式直接吸收法利用流水作為激光吸收體，通過(guò)測(cè)量激光輻照前后水的溫升獲得激光能量，具有抗激光損傷閾值高及響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，十分適合近紅外高功率激光的功率測(cè)量。但流水式直接吸收法測(cè)量相對(duì)偏差較高，約為4.8%，與現(xiàn)有的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)2%存在一定的差距[14]。流水式直接吸收法偏差較高的原因眾多，主要是由水流密度和流量測(cè)量的偏差引起的[13]。與流水式直接吸收法相比，被動(dòng)吸收法測(cè)量精度較高，原因之一是偏差來(lái)源較少。……