FOTRIC热像仪在光纤激光器测试方面有哪些应用？
光纤激光器具有光束质量好、能量密度高、电光转换效率高、散热性好、结构紧凑、免维护、柔性传输等优点，广泛应用于雕刻、打标、切割、熔覆、焊接、表面处理等材料加工领域，已成为激光技术发展主流方向和应用主力军。
光纤激光器主要部件包括LD泵浦源、特种光纤、光纤耦合器、激光功率合束器、声光调制器、光纤隔离器、激光功率传输光缆组件等。
▲光纤激光器结构
光纤激光器的整体电-光效率为30%~35%，大部分能量以热能形式耗散掉。以1KW输出功率光纤激光器为例，其耗散的热功率超过2KW。因此，温度控制直接决定激光器的品质和使用寿命。本文以泵浦源、合束器、光纤等为例，介绍FOTRIC热像仪在光纤激光器研发与品控方面的典型应用。
1、LD泵浦源检测
▲LD泵浦源外观
单个LD芯片输出的激光功率是有限制的，泵浦将多个LD芯片封装在一起，实现输出功率提升。比如常见的100W泵浦，包含数十个5W的LD芯片。
泵浦的整体电-光转换效率约40%，发热量很大，而温度直接影响芯片输出的激光波长，需借助热沉水冷降温。
▲未封装泵浦内部芯片的微观热分布(20μm微距镜)
说明：
(a)泵浦内部温度分布;(b)芯片与热沉结合缝1与缝2的温度分布对比;(c)缝1与缝2温升变化趋势对比。
泵浦出厂前，需使用热像仪做出厂检测，降低泵浦被退货的概率;相应的，光纤激光器厂家会使用热像仪对每一个泵浦做来料质检，退回不合格的泵浦，保证激光器的整机质量。
泵浦的热像检测内容通常包括：壳体温度、电源管脚焊点、尾套温度、尾纤温度等。
▲泵浦热像检测
说明：
(a)泵浦壳体热像图，由于壳体是光滑金属(如铜)，发射率很低，应粘贴电工胶带辅助测试，检测标准是25℃环境温度，25℃冷却水循环，满功率时温度<45℃;(b)电源管脚焊点热像图;(c)套管热像图，最高温不能超过80℃;(d)尾纤热像图，温度不能超过45℃。
2、合束器检测
合束器的作用是将N路泵浦的激光合成1路激光，实现激光器的高功率输出。
▲合束器
光纤激光器的光-光转换效率约70%(N路泵浦激光转换成激光器输出激光的效率)，合束器作为无源光学耦合器件，存在较大的光功率损耗，因此大功率的合束器需要强制冷却。
合束器出厂前，需使用热像仪做出厂检测，降低合束器被退货的概率;同时，光纤激光器厂家会对合束器逐一做来料热像检测，检测内容通常包括壳体温度、入端(泵浦端)/出端光纤温度等，以避免不合格的合束器影响激光器的整机质量。
▲合束器热像检测
说明：
(a)泵浦壳体热像图，由于壳体是光滑金属(如铜)，发射率很低，应粘贴电工胶带辅助测试，温度<45℃;(b)合束器光纤，最高温度<45℃。
3、双包层光纤与熔接点检测
光纤激光器采用诸如双包层光纤等特种光纤作为激光传输通道，通过熔接联通泵浦、合束器等部件，是激光的内部传输通道。光纤会吸收部分激光能量引发温升，温度过高会加速老化，导致温度高→老化加快→温度更高的恶性循环，降低激光器的可靠性和使用寿命，因此需使用热像仪检测整段光纤，尤其是光纤熔接点温度。
▲光纤熔接点温度检测
4、激光反射保护验证检测
随着光纤激光器在金属加工应用的日益普及，用户们逐渐意识到光纤激光器的一个弱点：很容易受到来自金属工件的背向反射激光的损坏。
因此，高品质的光纤激光器需具备反射保护机制，并在出厂前模拟反向输入一定功率的激光，以确保品质。热像仪是其中一项检测手段，反向测试中各部件的温度原则上都不能超过45℃。
▲激光反射保护验证检测
测试光纤激光器，这里推荐使用FOTRIC 280专家级科研热像仪：
1、非接触测温，不影响被测物体;并采集整个画面所有温度点，自动捕捉全屏或区域最热点，直观看到问题点，高效率无盲区地查找问题;
2、既可便携使用，也可通过连接电脑，配合AnalyzIR软件变身为在线热像仪，录制全辐射视频掌握热扩散路径和温升曲线，便于研发分析;
3、支持分区域发射率设定，为同一画面中的不同被测材料设置不同发射率，测温更准确;
4、支持温度阈值、时间、持续时长等触发，实现自动数据采集，提升工作效率;
5、加配微距镜，支持20μm分辨能力，可检查细小对象的温度;
6、功能强大的专业分析软件，实现二维、三维、时域、温差等多方位分析。
以上就是关于FOTRIC热像仪在光纤激光器测试上的典型应用的相关介绍。
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