光纤光谱仪测量激光器或光源性能的使用介绍

随着激光器的制作工艺的完善和成本的降低，激光器已被广泛应用于光纤通信、测量技术、医疗、生物工程等多个技术领域，在这些领域中，使用者对激光器的各项性能指标越来越关注。

激光器的中心波长、半高宽和功率大小是其重要的性能指标。由于半导体激光器所发出的激光具有一定的发散角，故需采用积分球结合光谱仪和功率计的方式去测量。积分球具有独特的几何结构，激光在积分球内经过多次漫反射后可以形成均匀的光强分布，激光束功率的测量则不受激光束偏振及校准的影响。

光源在植物照明、生物医疗成像、人体健康等方面应用广泛，光源的光谱是决定该光源使用特性的重要参数。LED植物照明光源，光谱对植物光合作用和形态建成的影响以及光照强度对植物生长情况的影响。分析太阳光谱的变化情况、不同光谱波段对人体生理健康的影响，以及光照对一些疾病的治疗作用。分析光照对人类睡眠的影响，引导人们合理选择人造光源，确保睡眠健康。

采用光纤光谱仪对激光/光源可进行精确、快速的波长和半峰宽的实时监测，相较于通常用来测量激光参数的波长计和扫描F-P腔方法，使用光纤光谱仪得到的信息更为完整，能同时测得激光的绝对波长和激光光谱的形状，并且仪器体积小巧，易集成到系统中，在生产线上操作；相较于传统的光谱仪，MS11639光纤光谱仪相较于传统光谱仪的光学结构更加简单，测量更加精确，并且可以脱离样品池的限制，实现实时实地测量。

1、连接系统如图2所示：用光纤一端连接激光器，另一端接到积分球上端光纤接口处，再用另一根光纤连接积分球侧面接收端口与光谱仪，用USB线将光谱仪与电脑相连。

图2.激光测量系统装置搭建

2、打开光谱采集软件，选择反射模式。

3、点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4、打开激光器，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮使激光常亮，调节积分球上端激光发射口与积分球的距离、激光的功率、积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的激光特性谱图，并读取谱图中数据。

图3.785nm激光器测试参数图

从图中可以得出激光器的中心波长位于784.639 nm处，激光呈现出较好的单一性，其半峰宽为1.970 nm。

1、连接系统如图4所示：用光纤一端连接DH2000-Mini，另一端接到可调光衰器处，再用另一根光纤连接可调光衰器与光谱仪，用USB线将光谱仪与电脑相连。

图4.光源测量系统装置搭建

2、打开光谱采集软件，选择仅光谱仪模式。

3、点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4、打开DH2000-Mini，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮，通过可调光衰器调节光源强弱，调整积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的光源特性谱图，并读取谱图中数据。

图5.DH2000-Mini测试参数图

选用HS4096 200-850nm的光谱仪测试氘钨灯的光谱，灵敏度高。快速获取氘钨灯的光谱特性，以便指导实际生产应用。

1、连接系统如图6所示：用光纤一端连接532nm可调激光器，另一端光纤连接光谱仪，用USB线将光谱仪与电脑相连。

图6.光谱测量系统装置搭建

2、打开光谱采集软件，选择仅光谱仪模式。

3、点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4、打开532nm可调激光器，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮，通过旋钮调节光源强弱，调整积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的激光器光谱图，并读取谱图中数据。

从图中可以得出激光器的中心波长位于531.955nm处，激光呈现出较好的单一性，其半峰宽为0.705nm。

1.连接系统如图7所示：用光纤一端连接积分球，另一端连接光谱仪，用USB线将光谱仪XS11639与电脑相连。

2．打开光谱采集软件，选择仅光谱仪模式。

3．点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4.打开光源，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮，调整积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的光源特性谱图，并读取谱图中数据。

图7. 光源测量系统装置搭建

 1．连接系统如图8所示：用光纤一端连接余弦校准器，另一端连接光谱仪，用USB线将光谱仪MS11639与电脑相连，余弦校准器对准待测光源。

图9.光源测量搭建系统

2．打开光谱采集软件，选择仅光谱仪模式。

3．点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4.打开光源，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮，通过旋钮调节光源强弱，调整积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的激光器光谱图，并读取谱图中数据。

如图所示，光谱仪取下SAM保护帽，直接测试光源。

图10. 532nm激光器测量光谱

2．打开光谱采集软件，选择仅光谱仪模式。

3．点击“单次”按钮采集暗光谱，后点击“保存暗光谱”以扣除暗背景。

4.打开532nm可调激光器，预热3-5分钟后点击“连续”测量按钮，通过旋钮调节光源强弱，调整积分时间与积分次数等条件使得软件上呈现较好的激光器光谱图，并读取谱图中数据。

如海光电余弦校正器可分别与光谱仪或光纤耦合，接口为标准SMA905，是用于光谱辐射（200-2500nm）取样的光学元件，用于收集180°立体角内的辐射（光线），从而消除了其它取样装置中由于光线收集取样几何结构限制所导致的光学耦合问题。适用于测量太阳辐射、LED光、激光、环境光和其它发光光源。

上海如海光电科技有限公司是一家专业从事光学仪器、光电类模组、光学部件等自主研发与生产的科技型企业， 拥有光、机、电、软、理化应用等专业科研团队，可实现年产2000套以上光谱仪的生产能力，拥有光纤光谱仪、拉曼光谱仪、近红外光谱仪、紫外光谱仪、荧光光谱仪、地物光谱仪、激光器、汞氩灯，氘钨灯光源、光纤探头、各种采样支架，标准板等十余条产品线。

公司先后被授予“高新技术企业”“专精特新”“研发机构”等多项国级省级荣誉认定，和国内多家主流研究机构和高校常年保持深度科研合作，并将继续保持持续创新性竞争优势，坚持自主创新能力和高端科研开发能力，与社会各界共创辉煌。