Как выбрать прибор для измерения освещенности, яркости и пульсации света. Какие существуют виды измерителей параметров освещения. Для чего нужны люксметры, яркомеры и УФ-радиометры. Где применяются пульсметры света.
Виды приборов для измерения параметров освещения
Для контроля и измерения различных характеристик освещения используются следующие основные виды приборов:
- Люксметры — измеряют освещенность в люксах
- Яркомеры — измеряют яркость в кд/м2
- УФ-радиометры — измеряют энергетическую освещенность в УФ-диапазоне
- Пульсметры — измеряют коэффициент пульсации освещенности в %
- Колориметры — измеряют цветовые характеристики света
Многие современные приборы совмещают в себе несколько функций, например, люксметр-яркомер-пульсметр. Это позволяет проводить комплексную оценку параметров освещения одним устройством.
Люксметры: принцип работы и применение
Люксметр — это прибор для измерения освещенности, то есть светового потока, падающего на единицу площади. Принцип действия люксметра основан на фотоэлектрическом эффекте — преобразовании светового потока в электрический сигнал с помощью фотоэлемента.

Основные области применения люксметров:
- Контроль освещенности рабочих мест и помещений
- Оценка естественного и искусственного освещения
- Аттестация рабочих мест
- Проверка соответствия освещения нормативам
- Настройка осветительных приборов и систем
Яркомеры: особенности и сферы использования
Яркомер предназначен для измерения яркости — величины, характеризующей интенсивность света, излучаемого или отражаемого поверхностью в заданном направлении. Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2).
Где применяются яркомеры:
- Контроль яркости дисплеев и мониторов
- Измерение яркости рекламных конструкций
- Оценка яркости дорожных знаков и разметки
- Проверка яркости аварийного освещения
- Контроль яркости в полиграфии и фотографии
УФ-радиометры: принцип измерения и применение
УФ-радиометр измеряет энергетическую освещенность в ультрафиолетовом диапазоне спектра. Принцип действия основан на преобразовании УФ-излучения в электрический сигнал с помощью специального фотоприемника.
Основные области применения УФ-радиометров:

- Контроль УФ-излучения в производственных помещениях
- Измерение интенсивности УФ-ламп
- Оценка УФ-защиты материалов и покрытий
- Контроль УФ-излучения в соляриях
- Измерения в медицине и косметологии
Пульсметры света: назначение и нормативы
Пульсметр предназначен для измерения коэффициента пульсации освещенности — показателя глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источника света.
Зачем нужно измерять пульсацию света:
- Повышенная пульсация вызывает утомление зрения
- Может приводить к ухудшению самочувствия
- Снижает производительность труда
- Нормируется санитарными правилами
Согласно СанПиН 2.2.4.3359-16, коэффициент пульсации на рабочих местах не должен превышать 5-20% в зависимости от разряда зрительной работы.
Колориметры: измерение цветовых характеристик света
Колориметр — прибор для измерения цветовых параметров света и освещения. Позволяет определять координаты цветности, коррелированную цветовую температуру, индекс цветопередачи и другие характеристики.

Для чего используются колориметры:
- Контроль цветопередачи источников света
- Настройка цветовых параметров освещения
- Измерения в полиграфии и фотографии
- Контроль цвета в производстве
- Исследования в области светотехники
Многофункциональные приборы для измерения освещения
Современные измерители часто объединяют несколько функций в одном устройстве. Это позволяет проводить комплексную оценку параметров освещения. Примеры многофункциональных приборов:
- Люксметр-яркомер-пульсметр
- Люксметр-УФ-радиометр
- Спектроколориметр
- Анализатор освещения с функциями люксметра, яркомера, колориметра
Такие приборы удобны для проведения комплексных измерений и оценки всех основных параметров освещения одним устройством.
Как выбрать прибор для измерения освещения
При выборе измерителя освещения следует учитывать следующие факторы:
- Какие параметры необходимо измерять
- Требуемый диапазон и точность измерений
- Наличие поверки и соответствие стандартам
- Возможность подключения к компьютеру
- Дополнительные функции (память, усреднение и др.)
- Удобство использования и эргономика
- Стоимость прибора и обслуживания
Правильно подобранный прибор позволит эффективно контролировать параметры освещения и обеспечивать их соответствие нормативным требованиям.

ЛМ-12 переносной люксметр для измерения освещённости Люксметр поставляется с поверкой Диапазон измерений люксметра: от 1 до 200000 лк Единицы измерения: лк Выходные сигналы: USB (для связи с ПК) Выходные сигналы люксметра: USB (для связи с ПК) Температура: от +5°С до +40°С Питание: от встроенных аккумуляторов напряжением 3,7 В, время неперрывной работы без подзарядки 24 ч. >>>Подробно |
ТКА-ВД переносной спектроколориметр с оптоэлектронными блоками «Яркость» и «Освещенность» для измерения координат цветности и коррелированной цветовой температуры источников света в международной колориметрической системе МКО 1931г. ![]() Диапазон измерений спектроколориметра: от 1600 до 16 000 К (коррелированная цветовая температура), от 10 до 20 000 лк (освещенность), от 10 до 20 000 кд/м2 (яркость) Единицы измерения: К (коррелированная цветовая температура), лк (освещенность), кд/м2 (яркость) Пыле-влагозащита: IP40 Выходные сигналы: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Выходные сигналы спектроколориметра: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Температура: от 0 до 40°С >>>Подробно |
ТКА-ВД/01 переносной спектроколориметр с оптоэлектронным блоком «Яркость» для измерения координат цветности и коррелированной цветовой температуры источников света в международной колориметрической системе МКО 1931г. ![]() Диапазон измерений спектроколориметра: от 1600 до 16 000 К (коррелированная цветовая температура), от 10 до 20 000 кд/м2 (яркость) Единицы измерения: К (коррелированная цветовая температура), кд/м2 (яркость) Пыле-влагозащита: IP40 Выходные сигналы: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Выходные сигналы спектроколориметра: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Температура: от 0 до 40°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-ВД/02 переносной спектроколориметр с оптоэлектронным блоком «Освещенность» для измерения координат цветности и коррелированной цветовой температуры источников света в международной колориметрической системе МКО 1931г. ![]() Диапазон измерений спектроколориметра: от 1600 до 16 000 К (коррелированная цветовая температура), от 10 до 20 000 лк (освещенность) Пыле-влагозащита: IP40 Выходные сигналы: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Выходные сигналы спектроколориметра: RS-232 (виртуальный USB) для связи с ПК Температура: от 0 до 40°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-КК1 переносной измеритель светового потока для измерения полного светового потока светодиодов по методу «интегрирующей сферы» («Сферы Ульбрихта») Прибор не поверяется Диапазон измерений прибора: от 1 до 2 000 лм Единицы измерения: лм Температура: от 0 до 50°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-Люкс переносной люксметр для измерения освещённости в видимой области спектра, создаваемой различными источниками, произвольно пространственно расположенными Люксметр поставляется с поверкой Диапазон измерений люксметра: от 1,0 до 200 000 лк Единицы измерения: лк Температура: от 0 до 40°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 02 переносной люксметр + яркомер для измерения яркости протяжённых самосветящихся объектов накладным методом (экранов мониторов) и освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 200 000 кд/м2 (яркость) Единицы измерения: лк (освещенность), кд/м2 (яркость) Температура: от -30 до +60 °С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 05 переносной люксметр для для измерения освещённости, создаваемой различными произвольно пространственно расположенными источниками Люксметр поставляется с поверкой Диапазон измерений люксметра: от 10 до 200 000 лк Единицы измерения: лк Выходные сигналы: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Выходные сигналы люксметра: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 06 переносной люксметр + УФ-радиометр для измерения освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм и энергетической освещённости в области спектра (280 — 400) нм — УФ-(А+В) Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 60 000 мВт/м2 (энергетическая освещенность) Единицы измерения: лк (освещенность), мВт/м2 (энергетическая освещенность) Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 08 переносной люксметр + пульсметр для измерения коэффициента пульсации оcвещённости, создаваемой различными произвольно пространственно расположенными источниками, и освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 1 до 100 % (коэффициент пульсации освещенности) Единицы измерения: лк (освещенность), % (коэффициент пульсации освещенности) Выходные сигналы: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Выходные сигналы прибора: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Температура: от -30 до +60°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 09 переносной люксметр + пульсметр + яркомер для измерения коэффициента пульсации источников излучения, яркости протяжённых самосветящихся объектов накладным методом (экранов мониторов) и освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 1 до 100 % (коэффициент пульсации освещенности), от 10 до 200 000 кд/м2 (яркость) Единицы измерения: лк (освещенность), % (коэффициент пульсации освещенности), кд/м2 (яркость) Выходные сигналы: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Выходные сигналы прибора: USB — виртуальный СОМ-порт (для связи с ПК) Температура: от -30 до +60 °С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 12 переносной 3-канальный УФ-радиометр для раздельного измерения энергетической освещённости в областях УФ-спектра: (200 -280) нм — зона УФ-С; (280 — 315) нм — зона УФ-В; (315 — 400) нм — зона УФ-А УФ-радиометр поставляется с поверкой Диапазон измерений уф-радиометра: от 1,0 до 20 000 мВт/м2 (в зоне УФ-С), от 10 до 60 000 мВт/м2 (в зонах УФ-А, УФ-В) Единицы измерения: мВт/м2 Температура: от -30 до +60°С Питание: Напряжение питания постоянным током 1,8 ÷ 3,4 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 13 переносной 3-канальный УФ-радиометр с ослабляющим фильтром для раздельного измерения энергетической освещённости в областях УФ-спектра: (200 -280) нм — зона УФ-С; (280 — 315) нм — зона УФ-В; (315 — 400) нм — зона УФ-А; разработан для сфер деятельности, когда требуется измерять высокие значения облучённости продолжительное время УФ-радиометр поставляется с поверкой Диапазон измерений уф-радиометра: от 10 до 200 000 мВт/м2 (в зоне УФ-С), от 10 до 60 000 мВт/м2 (в зонах УФ-А, УФ-В) Единицы измерения: мВт/м2 Температура: от -30 до +60°С Питание: Напряжение питания постоянным током (2хАА) 1,8 ÷ 3,4 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 31 переносной люксметр для измерения освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм, создаваемой различными источниками, произвольно пространственно расположенными Люксметр поставляется с поверкой Диапазон измерений люксметра: от 10 до 200 000 лк Единицы измерения: лк Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 41 Термогигрометр + Люксметр + Яркомер для измерения яркости протяжённых самосветящихся объектов накладным методом (экранов мониторов), освещённости, температуры и относительной влажности воздуха внутри помещений; по заказу прибор может быть укомплектован «черным шаром», предназначенным для вычисления радиационной температуры и индекса ТНС (WBGT) Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 200 000 кд/м2 (яркость), от 0 до 50°С (температура), от 5 до 98 % (отн. ![]() Единицы измерения: лк (освещенность), кд/м2 (яркость), °С (температура), % (влажность) Температура: -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона», напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 42 Термогигрометр + Люксметр + УФ-радиометр для измерения освещённости в видимой области спектра (380-760) нм, энергетической освещённости в области спектра (280-400) нм — УФ-(А+В), температуры воздуха и относительной влажности воздуха внутри помещений; прибор по заказу может быть укомплектован «черным шаром», предназначенным для вычисления радиационной температуры и индекса ТНС (WBGT) Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 60 000 мВт/м2 (энергетическая освещенность), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. ![]() Единицы измерения: лк (освещенность), мВт/м2 (энергетическая освещенность), °С (температура), % (влажность) Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона», напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 43 Термогигрометр + Люксметр для измерения освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм, температуры и относительной влажности воздуха внутри помещений; прибор по заказу может быть укомплектован «черным шаром», предназначенным для вычисления радиационной температуры и индекса ТНС (WBGT) Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. влажность) Единицы измерения: лк (освещенность), °С (температура), % (влажность) Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона», напряжением 9 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 61 Анемометр + Термогигрометр + Люксметр + Яркомер для измерения: освещённости в видимой области спектра, яркости накладным методом протяжённых самосветящихся объектов в видимой области спектра, относительной влажности воздуха; температуры воздуха и скорости движения воздуха, а также отображения расчётных показаний: температуры влажного термометра и температуры точки росы; также можно определять расход проходящего через сечение воздуховодов (каналов вентиляции, лабораторных установок и т. ![]() Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 200 000 кд/м2 (яркость), от 0,1 до 20 м/с (скорость воздуха), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. влажность) Единицы измерения: лк (освещенность), кд/м2 (яркость), м/с (скорость воздуха), °С (температура), % (влажность) Выходные сигналы: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Выходные сигналы прибора: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Температура: от -30 до 60°С Питание: от NiMH аккумуляторной батареи типа «Крона», напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 62 Анемометр + Термогигрометр + Люксметр + УФ-радиометр для измерения: освещённости в видимой области спектра, энергетической освещённости в спектральном диапазоне 280-400 нм (зона УФ-(А+В)), относительной влажности воздуха, температуры воздуха и скорости движения воздуха, а также отображения расчётных показаний: температуры влажного термометра и температуры точки росы; также можно определять расход проходящего через сечение воздуховодов (каналов вентиляции, лабораторных установок и т. ![]() Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 60 000 мВт/м2 (энергетическая освещенность), от 0,1 до 20 м/с (скорость воздуха), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. влажность) Единицы измерения: лк (освещенность), мВт/м2 (энергетическая освещенность), м/с (скорость воздуха), °С (температура), % (влажность) Выходные сигналы: USB для связи с ПК Выходные сигналы прибора: USB для связи с ПК Температура: от -30 до 60°С Питание: от NiMH аккумуляторной батареи типа «Крона», напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 63 Анемометр + Термогигрометр + Люксметр для измерения, как фотометрических параметров, так и основных параметров микроклимата: освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм, скорости движения, температуры и относительной влажности воздуха внутри помещений, а также отображения расчётных показаний: температуры влажного термометра и температуры точки росы; также можно определять расход проходящего через сечение воздуховодов (каналов вентиляции, лабораторных установок и т. ![]() Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 0,1 до 20 м/с (скорость воздуха), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. влажность) Единицы измерения: лк (освещенность), м/с (скорость воздуха), °С (температура), % (влажность) Выходные сигналы: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Выходные сигналы прибора: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Температура: от -30 до 60°С Питание: от NiMH аккумуляторной батареи типа «Крона», напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-ПКМ 65 Анемометр + Термогигрометр + Люксметр + Яркомер + УФ-радиометр для измерения, как фотометрических параметров, так и основных параметров микроклимата: яркости протяжённых самосветящихся объектов накладным методом (экранов мониторов), освещённости в видимой области спектра (380 — 760) нм, энергетической освещённости в области спектра (280 — 400) нм — УФ-(А+В), скорости движения, температуры и относительной влажности воздуха внутри помещений Прибор поставляется с поверкой Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 200 000 кд/м2 (яркость), от 10 до 60 000 мВт/м2 (энергетическая освещенность), от 0,1 до 20 м/с (скорость воздуха), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. ![]() Единицы измерения: лк (освещенность), м/с (скорость воздуха), кд/м2 (яркость), мВт/м2 (энергетическая освещенность), °С (температура), % (влажность) Выходные сигналы: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Выходные сигналы прибора: USB для связи с ПК (опционально RS-232) Температура: от -30 до 60°С Питание: от NiMH аккумуляторной батареи типа «Крона», напряжением 8,4 В >>>Подробно |
ТКА-Хранитель Термогигрометр + Люксметр + УФ-радиометр для измерения внутри помещений: параметров оптического излучения, освещенности в видимой области спектра, энергетической освещенности в ультрафиолетовом диапазоне спектра 280…400 нм, параметров микроклимата: относительной влажности воздуха, температуры воздуха. Для контроля микроклимата в учреждениях культуры и искусства. ![]() Прибор не поверяется Диапазон измерений прибора: от 10 до 200 000 лк (освещенность), от 10 до 40 000 мВт/м2 (энергетическая освещенность), от -30 до 60°С (температура), от 5 до 98 % (отн. влажность) Единицы измерения: лк (освещенность), мВт/м2 (энергетическая освещенность), °С (температура), % (отн. влажность) Температура: от -30 до 60°С Питание: от батареи типа «Крона» (6F22) напряжением 9 В >>>Подробно |
Люксметр + Пульсметр + Яркомер ТКА-ПКМ 09
Назначение прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
Прибор предназначен для измерения коэффициента пульсации источников излучения, яркости протяжённых самосветящихся объектов накладным методом (экранов мониторов) и освещённости в видимой области спектра (380 ÷ 760) нм, с выводом информации на ПК (через USB).
Нормативные документы прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
- СанПиН 2.
2.4.3359-16 Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах.
- СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-10 Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
- СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*
- ГОСТ 54940-2016 Здания и сооружения. Методы измерения освещённости.
- ГОСТ 33393-2015 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещённости.
Конструкция прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
В измерительной головке установлено два первичных преобразователя излучения – полупроводниковые кремниевые фотодиоды с системой светофильтров и диафрагм. Все измеряемые величины выводятся на встроенный цифровой индикатор (дисплей). На первом экране отображаются параметры освещённости и коэффициента пульсации освещённости, на втором экране — яркость (переключение кнопкой «РЕЖИМ»).
Показания коэффициента пульсации индицируются в процентах, при этом прибор определяет максимальное, минимальное и среднее значение освещённости пульсирующего излучения и рассчитывает значение коэффициента пульсации по формуле [1]. В приборе реализован интегральный метод расчета среднего значения освещённости. Расчёт показаний на экран прибора проводится раз в секунду, при этом оцифровка сигнала с фотодатчика производится на частоте 3 кГц, тактовая частота процессора 4 МГц, перед 12-разрядным АЦП стоит активный ФНЧ на 1000 Гц, для подавления «отражений» при оцифровке реализован цифровой фильтр.
Условия эксплуатации прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
Температура окружающего воздуха | от -30 до +60 °С |
Относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25°С | до 98 % |
Атмосферное давление | 80 ÷ 110 кПа |
Габаритные размеры прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
Измерительного блока | 160 х 85 х 30 мм |
Фотометрической головки | 150 х 50 х 50 мм |
Масса прибора (не более) | 0,5 кг |
Элемент питания — типоразмер батареи «Крона» | 9 В |
Область применения прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09)
Санитарный и технический надзор в жилых и производственных помещениях, музеях, библиотеках, архивах; аттестация рабочих мест и другие сферы деятельности.
Комплектация прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09):
- Прибор комбинированный «ТКА-ПКМ»(09)
- Щелочной элемент питания типа “Крона” (6F22)
- Руководство по эксплуатации
- Паспорт
- Диск с программным обеспечением
- Кабель последовательного порта
- Сумка для прибора
- Транспортная тара
Существенные преимущества прибора Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09) перед аналогами
Прибор имеет автоматическую смену диапазонов, реализована функция HOLD, пониженное энергопотребление. В приборе реализована уникальная возможность определения значений освещённости в режиме реального времени и вычислению точных значений коэффициента пульсации освещённости по специальной программе, защищённой Свидетельством об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003612397.
Прибор может быть подключен по полудуплексному синхронному последовательному интерфейсу (USB — виртуальный СОМ-порт (for Windows XP/7/10)) к компьютеру или иному контроллеру. Прибор передает информацию в последовательный порт в текстовом формате с использованием OEM 866 кодировки.
Для приема данных можно использовать любую терминальную программу под Windows;
для приема данных на Android необходимо наличие USB-hosta, подключение USB HARDWARE и программу терминал для переходников USB<->COM (или микроконтроллеров) на FT232RL.
Кабель связи USB A-B и диск с программным обеспечением под Windows (SPTerminal) входит в комплект поставки.
Исследования в лабораторных условиях, проверка рабочих зон на пригодность и безопасность для жизни и здоровья, изучение состояния помещений производственного характера — все эти процессы требуют измерения параметров освещения: коэффициента пульсации освещенности, создаваемой источниками света, освещённости площади, а также уровня яркости объектов. Для этого идеально подходит прибор, совмещающий в себе люксметр, яркометр и пульсметр. Купить его можно на нашем сайте как единичный экземпляр или партию товаров. Данная модель имеет дружелюбный интерфейс и может быть напрямую подключена к компьютеру.
Купить пульсметр отдельно или взять модель с большим числом функций?
На этот вопрос можно с уверенностью ответить: устройство, которое совмещает люксметр, пульсметр и яркометр, подойдет для рабочих и лабораторных исследований лучше, поскольку по сути совмещает в себе три прибора в одном корпусе. Все вместе эти функции позволят максимально подробно изучить состояние помещения по характеру, степени интенсивности и распределению света. Прибор прошел поверку, и качество сборки, а также точность вычисляемых параметров имеет заводскую гарантию. Именно поэтому для всестороннего и объективного изучения прибор Люксметр + Пульсметр + Яркомер «ТКА-ПКМ»(09) подходит лучше всего.
| Лидеры продажКомплект ВИК «Сварщик» Комплект ВИК «Энергетик» Учебные плакаты по неразрушающему контролю Фотоальбом дефектов основного металла Комплект ВИК «Поверенный» Гель для УЗК «Сигнал-1» Универсальный шаблон сварщика УШС-3 Альбом радиографических снимков Магнитный прижим П-образный Документы
|
Измерения времени и частоты света
Измерения частоты и времени широко используются в науке и технике. Однако в оптоэлектронике эти измерения представляют собой особую проблему. Частота света в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах на несколько порядков превосходит возможности самых быстрых детекторов для непосредственного измерения. Точно так же продолжительность оптических импульсов, обычно используемых во многих лабораторных экспериментах, слишком мала для точной количественной оценки с помощью современных технологий.
В результате приборы, предназначенные для анализа сигналов на световых частотах или для измерения сверхбыстрых импульсов, полагаются на оптические устройства для преобразования частоты и времени в измерения длины или интенсивности. Фраза «оптический анализатор спектра» относится к ряду различных инструментов, предназначенных для измерения того, как мощность сигнала распределяется в зависимости от частоты. Существует три основных разновидности этих приборов: те, которые используют дифракционные решетки, и те, которые основаны либо на интерферометрах Майкельсона, либо на интерферометрах Фабри-Перо.
Выбор инструментов
Интерферометр Фабри-Перо был использован вскоре после изобретения лазера для изучения выходных спектров нового прибора. Его наиболее полезным вариантом является сканирующий конфокальный интерферометр, который состоит из резонатора, подобного многим лазерным резонаторам, образованного двумя параллельными вогнутыми и сильно отражающими зеркалами. Когда целое число падающих полуволн резонирует внутри резонатора, он становится очень пропускающим. Одно из зеркал сканируется пьезоэлектрическим преобразователем (PZT) для поиска резонансных длин волн (см. рис. 1).
Одним из недостатков такого резонансного устройства является то, что, поскольку разные целые значения могут соответствовать критерию резонатора, одна и та же длина волны может появляться несколько раз в виде отдельно детектируемых сигналов. Диапазон частот, который может охватывать интерферометр без дублирования длины волны, называется его свободным спектральным диапазоном, или FSR. FSR анализатора спектра должен быть достаточно большим, чтобы охватить весь спектр сигнала.
Это изображение, полученное с оптической решетки с частотным разрешением (FROG), отображает спектральный состав сложного импульса длительностью около 5 фс. Синий указывает на более высокие частоты, в то время как более низкие частоты ближе к красному концу, а белый указывает на самые высокие значения. Спектральная сложность возникает из-за дисперсионного воздействия оптического волокна на эти 1-ГГц лазерные импульсы с длиной волны 1550 нм. |
Разрешение этого прибора, определяемое отражательной способностью его зеркал и их расстоянием, очень высокое, что позволяет различать узко расположенные спектральные линии или измерять их ширина линии. Разрешение отображается в виде показателя качества, называемого «утонченностью», который представляет собой FSR, деленное на разрешение. Эти инструменты могут разрешать ширину линии менее пикометра (пм; 1/1000 нм) на длинах волн, используемых в телекоммуникационных приложениях. Однако относительно узкий рабочий диапазон сканирующего конфокального интерферометра делает его менее гибким инструментом, чем анализаторы спектра, использующие дифракционные решетки.
Разрешение приборов на основе дифракционных решеток, хотя и намного шире от 100 пм до 10 нм, тем не менее подходит для измерения выходной мощности диодных лазеров, используемых в телекоммуникационных приложениях. Размер рынка этого приложения делает эти приборы самыми популярными анализаторами оптического спектра. Дифракционные решетки используются в схеме монохроматора в качестве частотно-различительного элемента. В анализаторах на основе дифракционных решеток используется одиночный монохроматор, двойной монохроматор или двухпроходный монохроматор (см. «Нумерация волн», Laser Focus World, август 2002 г., стр. 141).
РИСУНОК 1. Интерферометр Фабри-Перо был первым и до сих пор остается прибором с самым высоким разрешением, используемым для изучения спектрального выхода лазера. ![]() |
null
Настройкой длины волны анализатора оптического спектра управляет вращение дифракционной решетки, что приводит к последовательному перемещению длин волн через апертуру монохроматора. Апертура, хотя механически очень проста, является ключевым компонентом в работе инструмента. Если световой пучок в апертуре уже, чем апертурная щель, прибор не будет разрешать детали спектра (спектральная линия будет иметь плоскую вершину).
Конструкция с двойным монохроматором обеспечивает большую степень дискриминации близко расположенных длин волн; однако сигнал после второй решетки может быть очень слабым. Двухпроходный монохроматор обеспечивает дискриминацию, аналогичную двойному монохроматору, и уровни сигнала, аналогичные одинарному монохроматору. В этой конструкции после того, как порядок дифракционной решетки проходит через апертуру, он отражается обратно к решетке для дополнительного рассеивания, прежде чем направляется на фотоприемник.
Математическая основа
Тот факт, что выходной сигнал монохроматора представляет собой свертку оптического изображения с апертурной щелью, иллюстрирует важный аспект анализаторов спектра. Математические основы спектрального анализа играют фундаментальную роль в конструкции и работе этих приборов. Некоторые из наиболее важных инструментов основаны на анализе Фурье, который утверждает, что практически любой периодический сигнал может быть представлен как сумма синусоидальных волн различной частоты и амплитуды. (Во многих случаях можно сказать, что сигнал действительно представляет собой физическую сумму этих компонентов.)
Анализаторы спектра на основе интерферометров Майкельсона (иногда называемые волномерами) рассчитывают спектр мощности светового сигнала путем преобразования Фурье интерференционной картины, создаваемой входным светом. Интерферометр Майкельсона создает интерференционную картину, разделяя входной свет на два луча, создавая известную задержку в длине пути одного луча, а затем рекомбинируя лучи. Результирующая интерференционная картина является автокорреляционной функцией входного света.
Измеряя интенсивность интерференционных полос при изменении задержки, этот тип анализатора может производить чрезвычайно точные измерения длины волны. Кроме того, интерферометр Майкельсона может измерять длину когерентности входного света, чего не могут другие типы анализаторов оптического спектра. Однако эти приборы не могут измерять мощность на заданной длине волны как функцию времени, а также не могут измерять тот же динамический диапазон мощности, что и анализаторы, использующие дифракционные решетки.
В качестве примера применения анализатора спектра рассмотрим потребности дальней высокоскоростной оптической сети. Хроматическая дисперсия, которая накапливается на сотнях километров волокна, может быть значительной, что приводит к уширению формы цифрового сигнала и потере данных при перекрытии импульсов. Чтобы свести к минимуму эту проблему, жизненно важным элементом такой сети является источник оптического сигнала с узкой полосой пропускания, такой как диодный лазер с распределенной обратной связью (РОС).
Спектральный выходной сигнал РОС-лазера показывает основной лепесток мощности и нежелательные боковые моды (см. рис. 2). Измерение проводилось оптическим анализатором спектра, использующим двухпроходный монохроматор, который хорошо подходит для задачи измерения малой спектральной составляющей, расположенной на расстоянии 0,5 нм и более от основной спектральной составляющей мощности. Обратите внимание на основной боковой лепесток, мощность которого меньше чем на 40 дБ по сравнению с центральным лепестком. Для большей спектральной дискриминации, вероятно, будет выбран прибор на основе интерферометра Майкельсона.
Особенности сети
Скорость сигнала в оптической сети (то есть модуляция несущей), конечно, значительно меньше несущей частоты. Когда сигнал был демодулирован, он находится в пределах измерительных возможностей обычных электронных приборов, использующих быстродействующие фотодиоды, например, сделанные из сплавов арсенида индия-галлия (InGaAs). Сами фотодетекторы предназначены для использования либо во временной, либо в частотной области.
РИСУНОК 2. Кривая спектрального выхода диодного лазера DFB с номинальной длиной волны 1300 нм показывает, что мощность бокового лепестка на 40 дБ меньше, чем у центрального лепестка, и примерно на 1 нм с каждой стороны. Спектр разрешался анализатором на основе двухпроходного монохроматора. |
Детекторы в частотной области имеют плоскую характеристику в самом широком диапазоне частот. Эти детекторы могут измерять узкополосный сигнал в любом месте заданного диапазона практически с одинаковой чувствительностью. Компромисс заключается в том, что эти детекторы демонстрируют звон и поэтому плохо подходят для использования во временной области.
Детекторы во временной области оптимизированы для воспроизведения формы входящего светового импульса. Они характеризуются быстрым временем нарастания и отсутствием звона. Компромисс заключается в том, что отклик детектора падает по мере увеличения частоты сигнала. Как правило, измерения в частотной области интересуют с точки зрения проектирования и проектирования, в то время как измерения во временной области используются для фактической передачи информации.
Оптический рефлектометр во временной области, или OTDR, представляет собой разновидность оптического гидролокатора, используемого для проверки потерь при передаче по длинному отрезку оптического волокна. Рефлектометр запускает импульс в волокно и регистрирует время, необходимое для возвращения обратно рассеянного света (скорость света в оптических волокнах составляет около 5 мкс на км). Ширина импульса в волокне составляет от 5 до 500 м, что определяет способность рефлектометра определять место повреждения (называемое «событием» на отраслевом жаргоне).
ЛЯГУШКИ в лаборатории
Приборы, измеряющие время, сравнивают продолжительность события с продолжительностью известного стандарта. Проблема с измерением сверхбыстрых лазеров заключается в том, что в течение десятилетий они производили импульсы, которые на порядки быстрее, чем что-либо, доступное за пределами ускорителей частиц высокой энергии. Были разработаны косвенные методы, которые используют их чрезвычайно высокую пиковую мощность для определения длительности этих импульсов.
Автокоррелятор представляет собой интерферометр Майкельсона с добавлением нелинейного кристалла. После того как импульс был разделен светоделителем, изменение длины одного из плеч интерферометра создает известную задержку на пути одной половины импульса. Импульс рекомбинируется в нелинейном кристалле, например, KDP (дигидрофосфат калия), где высокая мощность создает импульс с удвоенной частотой. Интенсивность удвоенного импульса пропорциональна перекрытию пересекающихся лучей, которое максимально, когда известная задержка интерферометра совпадает с длительностью импульса. Чтобы получить значение длительности импульса, необходимо принять форму импульса.
Автокоррелятор не может предоставить никакой информации о форме импульса и имеет тенденцию размывать любую структуру, присутствующую в импульсе. Чтобы получить больше информации от измерения, импульс с удвоенной частотой можно направить в анализатор спектра. Это устройство, наряду с алгоритмами интерпретации данных, упоминается его разработчиками из Технологического института Джорджии (Атланта, Джорджия) и Sandia Labs (Ливермор, Калифорния) как «оптическая решетка с частотным разрешением», или FROG (см. фото, стр. 125). Сочетание этих двух инструментов обещает лучшее понимание сверхбыстрой технологии, которая сама по себе находит все более широкое применение в удивительном разнообразии приложений.
В статье из этой серии, которая выйдет в следующем месяце, рассматриваются параметры и методы, используемые для измерения профилей лазерного луча.
Измерение вспышек: огни предотвращения столкновений самолетов
Также называемые стробоскопическими, импульсными и мигающими огнями, мигающие огни представляют собой быстрое повторяющееся изменение яркости света с течением времени.
Некоторые импульсные источники света имеют фиксированную частоту и продолжительность. В то время как другие управляются программируемыми блоками питания, которые могут изменять не только частоту и длительность, но и амплитуду. Для выбора системы измерения импульсного света часто необходимо знать параметры выхода источников. Частота светового импульса чаще всего указывается в герцах. Герц (Гц) — это базовая единица СИ, используемая для определения количества циклов в секунду. Длительность импульса – это интервал времени между моментом, когда при первом переходе (нарастании) амплитуда импульса достигает заданного уровня амплитуды, и временем, когда амплитуда импульса падает (спадает) при последнем переходе до того же уровня. . Амплитуда – это максимальная или пиковая выходная мощность во время импульса, которая может быть выражена в оптических единицах, таких как люксы, Вт/см2, ватты, кандела и т. д.
Импульсный свет используется во многих областях, потому что он привлекает внимание для предупреждения о безопасности/опасности, обладает способностью проникать через поверхности при УФ-отверждении и фототерапии и может свести к минимуму повреждение материалов при уничтожении микробов при бактерицидных и других применениях.
УФ-отверждение
Импульсные УФ-лампы предназначены для получения импульсов УФ-излучения высокой интенсивности. В некоторых случаях отверждения импульсный свет более выгоден для продукта, чем непрерывный свет. Импульсный свет доставляет больше энергии быстрее и при более низких температурах. В тех случаях, когда тепло и длительное воздействие УФ-излучения могут повредить продукт, импульсный свет является идеальным решением. Кроме того, импульсный свет обладает способностью излучать свет с высокой пиковой мощностью для более глубокого проникновения. В любом приложении, где требуется контроль процесса для обеспечения качества конечного продукта, пользователи должны убедиться, что их система соответствует спецификациям. Крайне важно использовать люксметр/радиометр для измерения и подтверждения того, что их процесс работает должным образом.
Освещение для предотвращения столкновений самолетов
Согласно правилам FAA, большинство самолетов должны иметь наружное освещение, позволяющее другим самолетам их видеть. К ним относятся красные и зеленые позиционные огни на крыльях, красные проблесковые огни на верхней и нижней части фюзеляжа и мигающие белые стробоскопы для предотвращения столкновений. У FAA есть правила, касающиеся минимальной интенсивности этих огней (минимальный свет, который они должны излучать в канделах) в дополнение к частоте вспышек. Авиакомпании, ТОиР и производители фонарей для предотвращения столкновений должны убедиться, что интенсивность и частота вспышек соответствуют нормативным требованиям. Использование измерителя, специально разработанного для измерения света от мигающих источников, имеет решающее значение в процессе проверки и обслуживания.
Освещение препятствий
Помимо освещения самолетов для предотвращения столкновений, FAA имеет правила, касающиеся освещения для предотвращения столкновений на конструкциях, возвышающихся на 200 футов над уровнем земли. Эти конструкции включают в себя здания, мосты, антенны, ветряные турбины, башни и оборудование, позволяющее самолетам, летящим над головой, обнаруживать препятствия. FAA перечисляет требования к цвету света, интенсивности, форме луча и последовательности для этих заградительных огней. Несоблюдение правил освещения конструкции может привести к крупным штрафам, а также создать угрозу безопасности для самолетов.
Аварийное освещение
Импульсное освещение часто дает большие преимущества по сравнению с источниками света CW в приложениях, где важно привлечь внимание. Временная модуляция (мигание, мерцание) — мощный инструмент для привлечения внимания. Человеческий глаз в пять раз более чувствителен к пульсирующему/мигающему свету при правильной частоте и длительности. По этой причине импульсные огни широко используются во многих приложениях сигнализации для авиации, морской навигации, наземного транспорта и предупреждения об угрозах безопасности. В зависимости от применения правила могут определять интенсивность и частоту мигания аварийных огней. Инспекторам может потребоваться проверить соответствие новых установок, а регулирующие органы штата и федеральные органы могут потребовать периодической проверки этих огней в соответствии с требованием стробоскопического тестирования NPFA 72.
Интенсивный импульсный свет для медицинских целей
Интенсивный импульсный свет (IPL) обычно используется для лечения кожных заболеваний, включая коричневые пятна, покраснения, пигментные пятна, лопнувшие кровеносные сосуды и розацеа, а также для других косметических процедур. включая удаление волос. Импульсный свет обеспечивает глубокое проникновение в кожу, где хромофор поглощает свет и убивает нежелательные клетки. В инструментах IPL обычно используются источники света с широким спектром излучения, поскольку разные длины волн света подходят для разных косметических состояний. Более короткие волны в УФ-диапазоне используются для лечения состояний на поверхности кожи, в то время как более длинные волны в инфракрасном спектре проникают глубоко в ткани, не повреждая другие слои кожи. Устройства профессионального уровня, использующие интенсивный импульсный свет, следует периодически проверять, чтобы их работа и мощность соответствовали техническим характеристикам.
Импульсный свет для дезинфекции и стерилизации
Импульсный УФ часто используется для дезинфекции/стерилизации, а также для лечения. Часто отмечается, что он более эффективен для отверждения более толстых материалов из-за способности обеспечивать более глубокое проникновение. Большинство систем измерения света предназначены для измерения источников света CW (непрерывной волны). Захват светоотдачи источника, который не является непрерывным, может значительно усложнить измерение, поскольку экспонометр должен реагировать на изменения интенсивности с большей скоростью, часто во многих диапазонах интенсивности.
Сканирование аудитории
Лазеры, сканирующие аудиторию, представляют собой световые эффекты со специальными эффектами, используемые для повышения стимуляции аудитории, добавления ощущения вовлеченности и повышения уровня внимания и удовлетворения аудитории. Подобно фейерверку, вспыхивающий разноцветный свет добавит атмосферы в танцевальных клубах и на концертах. Импульсные УФ-лампы предназначены для создания вспышек УФ-излучения высокой интенсивности, которые, если оставить их постоянно включенными, могут привести к ненужному нагреву, сокращению срока службы лампы и увеличению эксплуатационных расходов.
Выбор системы измерения импульсного света/вспышки
Компания ILT разработала наши измерительные системы для измерения скорости до 500 отсчетов в секунду, при этом передняя часть накапливает заряд, что позволяет проводить еще более быстрые интегрированные измерения света. Приборы могут отображать показания, включая графическое отображение нарастания пульса, Вт (джоули), Вт/см2 (Дж/см2), люкс (люкс*сек), канделу, эффективную канделу, количество вспышек, интеграл, пиковую интенсивность, частоту и более. Мы предлагаем ряд систем, от настольных до портативных, для широкого спектра сред и приложений. Приведенная ниже таблица предназначена для того, чтобы помочь вам выбрать систему на основе вашего источника света, измерения освещенности и требований к окружающей среде. Наши специалисты также готовы ответить на любые вопросы и помочь вам определить, какая система лучше всего подходит для вас. Кроме того, многие из наших систем и детекторов можно настроить в соответствии с уникальными требованиями. Для получения дополнительной помощи воспользуйтесь контактной формой внизу этой страницы.
< Назад к Системы измерения освещенности
Посмотреть все люксметры по типу применения
- Бактерицидные УФ-радиометры и спектрометры
- Системы измерения УФ-излучения
- Сканирующие радиометры и спектрометры для аудитории
- Экспонометр для эндоскопической системы
- Системы измерения импульсного света
- Люксметры для слабого освещения
- Измерение уровня низкой освещенности
- Измерители опасного оптического излучения
- Радиометры и спектрометры для фотодинамической терапии
- Фотометрические спектральные люксметры
- Фоторезистные радиометры и фотометры
- Детекторы фотостабильности UVA
- Экспонометры и радиометры для фототерапии
- Экспонометры для фотобиологии и фотомедицины растений
- Радиометрические люксметры
- Светомеры солнечного излучения
Автокорреляторы, объяснение RP Photonics Encyclopedia; длительность импульса, измерение, сканирование, однократное, сканирование
«> Домашний | Викторина | Руководство покупателя | |
Поиск | Категории | Глоссарий | Реклама |
Прожектор фотоники | «> Учебники |
Показать статьи A-Z |
Примечание: поле поиска статьи по ключевому слову и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.
можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:
Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу
. Список поставщиков автокорреляторов
Вас еще нет в списке? Получите вход!
Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.
Оптические автокорреляторы применяются для различных целей, в частности для детального анализа света, в частности для измерения длительности сверхкоротких импульсов пикосекундной или фемтосекундной длительности, где электронный прибор (на основе, например, фотодиода) был бы слишком медленно.
Основной принцип работы автокоррелятора для измерения длительности импульса заключается в проверке корреляции временной трассы импульса с самой собой; это объясняется в следующем. Светоделитель создает две копии входящих импульсов. Эти копии накладываются в нелинейной среде, где они взаимодействуют на основе некоторой нелинейности при условии, что они временно перекрываются.
В этой статье , а не рассматриваются устройства с интерферометром, но без нелинейного кристалла, которые можно использовать для измерения оптического спектра источника; о таких вещах см. Статью о спектроскопии с преобразованием Фурье. В этом контексте используются автокорреляции оптических амплитуд, а не мощностей.
Автокорреляторы не следует путать с автоколлиматорами, которые имеют совсем другое назначение.
Автокорреляторы интенсивности
Фигура 1: Настройка автокоррелятора интенсивности. BS = светоделитель. В автокорреляторе интенсивности , как показано на рисунке 1, светоделитель разделяет входящий импульс на два импульса, которые затем фокусируются и отправляются в кристалл с нелинейностью χ (2) . Разница в длине плеча и, следовательно, относительная синхронизация импульсов могут быть механически отрегулированы с помощью регулируемой оптической линии задержки.
(Используются различные виды линий задержки, например, с использованием вращающихся стеклянных блоков или зеркал, установленных на громкоговорителях.)
Если разность длин плеч сделать небольшой, так что импульсы встречаются в нелинейном кристалле, происходит процесс генерации суммарной частоты, что приводит к выходу с более короткой длиной волны.
Если относительную временную задержку увеличить, так что перекрытие двух импульсов в кристалле уменьшается, продукт смешения становится слабее.
Очевидно, что это перекрытие теряется быстрее, если импульсы достаточно короткие.
Для измерения длительности импульса мощность продукта смешивания записывается как функция разницы длин плеч.
Это можно сделать под управлением компьютера, используя моторизованный транслятор для перемещения линии задержки или просто громкоговоритель, перемещающий призму углового куба. Зависимость автокорреляционного сигнала от временной задержки определяется выражением
. На рис. 2 показан автокорреляционный сигнал для sech 2 импульсов формы. Горизонтальная ось показывает временную задержку, рассчитанную по разнице длин плеч.
Рисунок 2: Автокорреляция интенсивности импульса формы sech 2 длительностью 150 фс. Сдвиг линии задержки на 15 мкм соответствует изменению временной задержки на 100 фс. Для импульсов в форме sech 2 длительность импульса составляет ≈ 0,65 ширины автокорреляционного сигнала, но этот коэффициент преобразования зависит от формы импульса.
Грубая оценка часто основывается на некотором предположении относительно формы импульса.
Сопоставление записанной автокорреляции с теоретической кривой для этой предполагаемой формы импульса обеспечивает своего рода проверку работоспособности, но не строгую.
В этом контексте обратите внимание, что автокорреляция, например. всегда симметричен относительно своего центра, даже для асимметричных форм импульса. Однако асимметричные формы автокорреляции могут быть получены из смещенных автокорреляторов.
Обратите внимание, что очень короткие импульсы могут быть измерены без использования быстрого фотодетектора: детектор должен измерять только среднюю мощность (при условии, что в автокоррелятор посылается регулярная последовательность импульсов), а не разрешать изменения мощности импульсов.
При очень коротких импульсах могут возникнуть трудности. При очень коротких импульсах (например, < 20 фс) возникают различные трудности: светоделитель может иметь ограниченную полосу пропускания, а его подложка и другие оптические элементы вносят хроматическую дисперсию.
Кроме того, эффект геометрического размытия приводит к слишком большой измеренной длительности импульса, если углы луча слишком крутые, а рассогласование групповой скорости может ограничивать полосу фазового синхронизма.
В этой области используются очень тонкие нелинейные кристаллы, иногда толщиной менее 10 мкм.
Коллинеарная установка для измерения автокорреляции интенсивности может использовать фазовое синхронизм II типа в кристалле. Тогда две копии импульса имеют разные направления поляризации, а не разные направления распространения. Таким образом, можно избежать упомянутого эффекта геометрического размытия.
Автокорреляция интенсивности называется без фона , так как сигнал исчезает при больших временных задержках. Это отличается для интерферометрических автокорреляторов, как обсуждается ниже.
Сканирование и однократные автокорреляторы
В большинстве случаев автокорреляционная трасса требует множества различных импульсов из обычных последовательностей импульсов, поскольку для каждой настройки временной задержки требуется по крайней мере один импульс, и необходимо сканировать их диапазон.
Однако также возможно измерить всю автокорреляционную трассу с помощью одного импульса, если он имеет достаточно высокую энергию импульса.
Однокадровый автокоррелятор может быть реализован таким образом, что фокусировка в нелинейный кристалл осуществляется с помощью цилиндрической (а не сферической) линзы, а преобразованный сигнал регистрируется камерой. Тогда разным пространственным положениям в кристалле соответствуют разные временные задержки.
Интерферометрические автокорреляторы
Рисунок 3: Настройка интерферометрического автокоррелятора. BS = светоделитель.Установка интерферометрического автокоррелятора (рис. 3) содержит интерферометр Майкельсона с переменной разностью длин плеч. Наложенные копии импульса распространяются в нелинейный кристалл коллинеарно (после фокусировки линзой или изогнутым лазерным зеркалом) и имеют одинаковую поляризацию.
Интерферометрическая автокорреляция получается путем записи средней мощности сигнала с удвоением частоты:
, где интегрирование производится по временному диапазону, соответствующему одному импульсу.
Этот вид автокорреляционной кривой демонстрирует быстрые колебания с периодом, равным половине оптической длины волны.
Максимальный сигнал (рис. 4) получается, когда два импульса после светоделителя подвергаются идеальной конструктивной интерференции, что приводит к удвоению амплитуды по сравнению с одиночным импульсом и, таким образом, к увеличению интенсивности в четыре раза, а после удвоения частоты — к увеличению интенсивности в 16 раз. При большой разнице длин плеч импульсы в нелинейном кристалле не перекрываются, а интенсивность лишь в два раза превышает интенсивность, генерируемую одиночным импульсом.
Следовательно, пиковый сигнал всегда в восемь раз выше фона, при условии, что интерферометр правильно настроен.
Интерферометрическая автокорреляция чувствительна к щебетам и, таким образом, в принципе позволяет извлекать больше информации об импульсах. Однако длительность чирпированного импульса недооценивается, если просто использовать ширину автокорреляционного сигнала (см. рисунок 5). Усовершенствованный метод, названный автоинтерферометрической корреляцией с модифицированным спектром (MOSAIC) [15], основан на интерферометрической автокорреляции, которая подвергается численной постобработке, так что полученная трасса значительно упрощает диагностику чирпа.
Рисунок 5: Интерферометрическая автокорреляция сеч 2 -образного чирпированного импульса длительностью 15 фс.
Для относительно длинных импульсов можно усреднить множество колебаний интерферометрической автокорреляционной трассы. В этом случае пиковый сигнал в три раза превышает фон (а не в четыре раза из-за несинусоидальности колебаний).
Благодаря более простой установке интерферометрические автокорреляторы более подходят, чем автокорреляторы интенсивности, для измерения очень малых (несколько фемтосекунд) длительностей импульсов. В частности, избегают упомянутого выше геометрического эффекта. Однако другие методы определения характеристик импульса (например, FROG или SPIDER) более точны в режиме ниже 10 фс.
Выбор нелинейного кристалла и согласования фаз
Выбор подходящего нелинейного кристалла и толщины кристалла зависит от различных соображений, например. по поводу согласования фаз.
В фемтосекундном режиме несоответствие групповой скорости также особенно важно, что потенциально ограничивает временное разрешение. Тонкие кристаллы KDP являются хорошим выбором для импульсов с длительностью до нескольких фемтосекунд.
Иодат лития (LiIO 3 ) также часто используется из-за его особенно широкой полосы фазового согласования.
Использование кристалла с фазовым синхронизмом II типа может оказаться выгодным, так как в этом случае легче достичь высокого динамического диапазона (см. ниже).
Автокорреляторы на основе двухфотонного поглощения
Особенно компактные и простые автокорреляторы могут быть сконструированы с использованием фотодиодов с материалами с большой шириной запрещенной зоны, где вклад в фототок вносит только двухфотонное поглощение в фотодиоде, тогда как линейный отклик отсутствует из-за слишком малой энергии фотона. Такие двухфотонные детекторы иногда допускают очень широкую полосу пропускания оптических измерений.
Автокорреляторы с расширенным динамическим диапазоном
В некоторых случаях желательно измерять автокорреляции с особенно высоким динамическим диапазоном, чтобы можно было обнаружить даже довольно слабые пьедесталы импульса или боковые пики, которые могут, например. быть вызвано паразитными отражениями.
(Волоконные лазеры с синхронизацией мод имеют особую тенденцию создавать такие особенности.)
Для этого были разработаны специальные автокорреляторы с широким динамическим диапазоном.
Можно, например, использовать автокоррелятор интенсивности без фона на основе кристалла с фазовым синхронизмом II типа, в котором за пределами области временного перекрытия нет преобразованного с повышением частоты сигнала.
Также можно использовать установку, в которой два входных луча в нелинейный кристалл модулируются двухчастотным оптическим прерывателем.
В этом случае автокорреляционный сигнал имеет частотные составляющие в виде суммы и разности двух частот модуляции и может быть обработан синхронным усилителем [8].
Другая возможность заключается в использовании автокоррелятора третьего порядка, использующего генерацию суммарной частоты лазерного излучения с удвоенной по частоте составляющей [7, 18].
Такое устройство также может выявлять асимметричные признаки, такие как пьедесталы разной высоты до и после импульса.
Детекторы часто представляют собой фотоумножители из-за их особенно низкой эквивалентной шумовой мощности.
Для достаточно высоких энергий импульса динамический диапазон, достигаемый с помощью таких методов, может составлять 80 дБ или даже 100 дБ, хотя часто не в сочетании с самым высоким временным разрешением. (Более длинные нелинейные кристаллы обеспечивают более сильные сигналы и, следовательно, более высокий динамический диапазон, но также ограничивают временное разрешение, вводя рассогласование групповых скоростей.) Некоторые лазеры с синхронизацией мод не имеют пьедесталов даже в этом большом диапазоне, в то время как другие имеют существенные пьедесталы, которые затем легко увидеть.
Ограничения метода автокорреляции; Когерентный артефакт
Из измеренной автокорреляционной кривой можно легко получить длительность импульса, если известна форма импульса, а также проверить, соответствует ли автокорреляционная кривая заданной форме импульса.
Однако невозможно однозначно измерить форму импульса только с помощью автокорреляционной кривой. Основная причина заключается в том, что кривая автокорреляции всегда симметрична, даже для асимметричных форм импульсов.
Дополнительные проблемы возникают, если последовательности импульсов подвержены шуму; следы автокорреляции могут вводить в заблуждение.
Кроме того, часто используемый метод автокорреляции интенсивности не может предоставить информацию о фазовом профиле; полученные следы автокорреляции зависят только от временного изменения оптической интенсивности или мощности.
Для очень коротких импульсов, напр. при длительности менее 10 фс точные автокорреляционные измерения выполнить сложно. Одной из проблем является ограниченная полоса фазового синхронизма нелинейного кристалла, даже если он сделан очень тонким. Оптическое стробирование с частотным разрешением (FROG) и спектрально-фазовая интерферометрия (SPIDER) оказались более точными в этой области, а также предоставляют ценную информацию о фазе.
Для импульсов с сильно искаженной временной формой, например, для неправильно работающего лазера с синхронизацией мод можно получить кривую автокорреляции, которая демонстрирует узкую характеристику, называемую когерентным артефактом , поверх гораздо более широкой структуры. В таких ситуациях неправильно просто принимать когерентный артефакт как меру длительности импульса и игнорировать широкий фон [2].
Фактически автокорреляционная трасса дает мало информации о фактической форме импульса.
Затем можно получить более полную характеристику импульса с помощью оптического стробирования с частотным разрешением.
Поставщики
В Руководстве покупателя RP Photonics указан 21 поставщик автокорреляторов. Среди них:
Light Conversion
Автокорреляторы GECO и TIPA предназначены для измерения длительности ультракоротких импульсов в спектральном диапазоне 500 – 2000 нм. GECO является предпочтительным решением для ежедневных измерений лазерных систем со средней и высокой частотой повторения, измерения длительности импульса от 10 фс до 20 пс, интуитивно понятного использования и возможности измерения трасс FROG. TIPA специально разработан для лазерных систем с низкой частотой повторения, что позволяет проводить однократные измерения и анализ наклона фронта импульса.
Femto Easy
Femto Easy предлагает два разных типа очень компактных и удобных автокорреляторов для определения характеристик сверхкоротких импульсов:
- Автокоррелятор ROC является однократным автокоррелятором, поэтому для измерения его длительности требуется только один импульс. Он очень компактен и чрезвычайно удобен в использовании. Он охватывает широкий диапазон энергий импульсов от нескольких сотен пикоджоулей до нескольких миллиджоулей и длительностей от 5 фс до 10 пс. µ-ROC, также основанный на однократной архитектуре, является самым компактным из когда-либо созданных автокорреляторов.
- Автокоррелятор MS-ROC — это многократный автокоррелятор. Он использует особенно быструю оптическую линию задержки для сканирования задержки, сводя к минимуму время измерения. Он может измерять импульсы с энергией всего 50 пДж, а в режиме точного сканирования длительностью даже менее 50 фс.
UltraFast Innovations
Автокоррелятор третьего порядка TUNDRA служит высокочувствительным диагностическим инструментом для измерения контраста лазерного импульса. Его динамический диапазон достигает 14 порядков, чего достаточно для обнаружения даже мельчайших паразитных пред- и постимпульсов. Диапазон сканирования составляет до 3,8 нс, а длительность импульса может быть измерена от <20 фс до 3 пс. Доступные длины волн: 800 нм и 1030 нм; другие могут быть предоставлены по запросу. Используя генерацию третьей гармоники, наш автокоррелятор может различать пред- и постимпульсы.
TUNDRA — это полностью автоматизированное устройство, служащее бесценным инструментом для современного определения характеристик ультракоротких лазерных импульсов. Он разработан таким образом, чтобы избежать ложных импульсов до/после.
Thorlabs
Настольный интерферометрический автокоррелятор FSAC производства Thorlabs предназначен для определения сверхбыстрых импульсов длительностью от 10 до 1000 фс в диапазоне 650–1100 нм. Этот автокоррелятор для использования с фемтосекундными лазерами дополняет наше семейство сверхбыстрых лазеров, усилителей и специализированной оптики, включая чирпированные зеркала, зеркала/светоделители с низким GDD и компенсирующее дисперсию волокно.
Edmund Optics
Наш компактный сверхбыстрый автокоррелятор используется для определения характеристик сверхбыстрых лазерных импульсов, исходящих от лазеров, легированных Ti:сапфиром и Yb:. Этот автокоррелятор со встроенным детектором двухфотонного поглощения (TPA) идеально подходит для измерения сверхбыстрых фемтосекундных и пикосекундных лазерных импульсов на длинах волн от 700 до 1100 нм. Высокочувствительный детектор TPA позволяет измерять сверхбыстрые лазерные импульсы с высокой чувствительностью, устраняя необходимость настройки угла нелинейного кристалла ГВГ.
APE
Автокорреляторы APE используются для измерения длительности импульсов фемтосекундных и пикосекундных лазерных систем. Технология основана либо на обнаружении генерации второй гармоники (ГВГ), либо на принципе обнаружения двухфотонного поглощения (ДПП).
Модели автокорреляторов APE:
- pulseCheck: универсальный для любых задач
- Mini TPA: компактный и не требующий настройки
- Mini PD: рутинные задачи с фиксированным диапазоном длин волн
- Carpe: лучший выбор для многофотонной микроскопии
Вопросы и комментарии от пользователей
Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.
Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.
Ваш вопрос или комментарий:
Проверка на спам:
(Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)
Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.
Библиография
[1] | Дж.![]() |
[2] | Р. А. Фишер и Дж. А. Флек-младший, «О фазовых характеристиках и сжатии пикосекундных импульсов», Appl. физ. лат. 15, 287 (1969), doi:10.1063/1.1653002 |
[3] | К. Сала и др. , «Непрерывные автокорреляционные измерения пикосекундных лазерных импульсов», IEEE J. Quantum Electron.16 (9), 990 (1980), doi:10.1109/JQE.1980.1070606 |
[4] | R. K. Jain et al. , «Простой коррелятор оптических импульсов в режиме реального времени без искажений», Appl. Опц. 21 (22), 4073 (1982), doi:10.1364/AO.21.004073 |
[5] | А. М. Вайнер, “Влияние рассогласования групповой скорости на измерение ультракоротких оптических импульсов посредством генерации второй гармоники”, IEEE J Quantum Electron.19 (8), 1276 (1983), doi:10.1109/JQE.1983.1072036 |
[6] | Г.![]() |
[7] | S. Luan et al. , «Измерение корреляции третьего порядка с высоким динамическим диапазоном форм пикосекундных лазерных импульсов», Изм. науч. Технол. 4, 1426 (1993) |
[8] | A. Braun et al. , “Характеристика короткоимпульсных генераторов с помощью измерения автокорреляции в широком динамическом диапазоне”, Опт. лат. 20 (5) 1889 г.(1995), doi:10.1364/OL.20.001889 |
[9] | Б. М. Ван Орле и Г. Дж. Эрнст, «Автокорреляционные измерения пачек пикосекундных импульсов», Appl. Опц. 35 (25), 5177 (1996), doi:10.1364/AO.35.005177 |
[10] | L. P. Barry et al. , “Автокорреляция ультракоротких импульсов на длине волны 1,5 мкм на основе нелинейного отклика кремниевых фотодиодов”, Электрон.![]() |
[11] | И. Д. Юнг и др. , «Определение характеристик ультракоротких импульсов в широком динамическом диапазоне», Заявл. физ. B 65, 307 (1997), doi:10.1007/s003400050277 |
[12] | D. T. Reid et al. , «Светодиоды как средства измерения фемтосекундных лазерных импульсов», Опт. лат. 22 (4), 233 (1997), doi:10.1364/OL.22.000233 |
[13] | Д. М. Риффе и А. Дж. Саббах, «Компактный автокоррелятор с вращающимся зеркалом для фемтосекундных и пикосекундных лазерных импульсов», Rev. науч. Инструм. 69(9), 3099 (1998), doi:10.1063/1.1149065 |
[14] | A. Gutierrez et al. , «Автокорреляционное измерение фемтосекундных лазерных импульсов с использованием массива двухфотонных детекторов ZnSe», Опт. лат. 24 (16), 1175 (1999), doi: 10.1364/OL.24.001175 |
[15] | Т. Хираяма и М. Шейк-Бахае, «Диагностика ЛЧМ в реальном времени для ультракоротких лазерных импульсов», Опт.![]() |
[16] | E. Power и др. , “Всеотражающий высококонтрастный автокоррелятор для измерения сверхширокополосных оптических импульсов”, Опт. лат. 31 (23), 3514 (2006), doi:10.1364/OL.31.003514 |
[17] | F. Quercioli, “Схемы автокорреляторов для нелинейной оптической микроскопии”, Opt. англ. 45 (6), 064303 (2006), doi:10.1117/1.2215379 |
[18] | N. Stuart et al. , “Сравнительное исследование временного контраста фемтосекундных лазерных генераторов с синхронизацией мод”, Опт. лат. 41 (14), 3221 (2016), doi:10.1364/OL.41.003221 |
(Предложить дополнительную литературу!)
См. также: световые импульсы, ультракороткие импульсы, длительность импульса, характеристика импульса
и другие статьи в категориях фотонные устройства, обнаружение и характеристика света, оптическая метрология, световые импульсы
Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.