一、引言

随着社会的发展，物理基础和消费水平都在提高，人们对产品的要求也不再停留在只是实现功能的最初级标准。特别是有可能危及人生安全的激光医疗以及高功率激光加工领域，在线实时检测光功率的要求更加迫切。下游用户的要求促使越来越多的设备集成商完善功率监测方面的功能，这是OEM功率计得到广泛应用的根本原因。

OEM功率计相对于独立使用的功率计有以下几个优势：

1、价格低。便宜就是，因为量程小，封装简单，不带制冷等方面的因素，OEM功率计的价格比标准的功率计便宜很多。这对于重视成本的工业集成领域来说是非常重要。成本越低，无论对提空间还是对目前日益激烈的设备价格竞争都非常有意义。

2、使用方便。不需要设备的最终使用者再额外的购买使用功率计，而是将这个功能集成到设备里，更多的功能本身就是设备的卖点。

3、实时监控功率。所谓“实时"的意义体现在两方面：可以在加工之前，就预先判断激光功率是否正常，还能在不中断加工的情况下进行功率的监控。前者对激光医疗领域和工件比较昂贵的加工领域意义重大；后者有利于提高工作效率。最终体现的特点是安全，经济和效率。

4、模拟信号输出。模拟信号表征探测到的光功率值，可进入反馈电路进行反馈控制。如果光功率下降了，通过相应的提高电流来补偿模拟信号的下降量，保持光功率不变。从而自动实现功率的稳定，保持设备的良好长期运行。这样的模拟信号还能通过模数转换电路，转换成数字信号，很容易的显示给最终用户。

二、OEM功率计分类

在OEM应用功率计产品中，Laserpoint公司的产品有典型性。可根据集成程度分成以下几类：

图1：Laserpoint公司SD系列传感片

传感片（也有人称之为传感盘）是，最初级的功率探测器件。它适合于设备集成需求量大，研发团队比较强大的厂家。

将传感片经过专业的封装以后，就可以输出模拟信号，成为初级的探测器。

图2：Laserpoint公司CSA/CSW系列封装的探头

再将其封装在热沉上就可以工作了。只不过输出的信号比较弱，通常还无法直接使用。通常需要结合OEM表头，通常是RS232或USB的模块，直接接到工控机上。

图3：Laserpoint公司USB系列OEM功率计

这种集成后的OEM功率计实际上已经具备了功率计的完整功能，是一个需要封装在热沉上的廉价功率计。这个适合于需求量不大的设备集成。不需要任何研发力量都可以办到。在设备集成的初级阶段，这种产品的需求比较多。

另外，对于有电路研发实力的团队来说，还可以给这种封装好的探头制作放大电路，将微弱的mV(毫伏)信号放大道可以用的大信号。

当然，如果你没有能力研发放大电路，或者觉得不值得投入大量人力物力研发这种小电路模块。那么还是建议直接使用带放大的探测器。

图4：Laserpoint公司AHA / AHW系列集成放大电路的探头

这种集成了放大模块的探测器输出的是几伏的电压模拟信号。

无论是输出弱信号的封装探测器，还是集成放大电路的探测器，都还需要集成在热沉上进行工作，功率更高的情况下甚至还要用水冷方式制冷。别担心，高功率的探测器自然会带有水路接口，你只需要把水通过水管接到探测器上就行了。当然，接水管毕竟是麻烦的事情，不到万不得已，笔者建议通过优化结构来采用低功率的OEM风冷探头。

三、OEM功率应用方案

我们先来探讨一下OEM功率计的常规应用方案。

1、利用激光器的腔镜漏光来监测功率。

这是利用腔镜的部分透射光来监测。虽然是全反镜，仍然会有部分透射光，根据透射光和输出激光的强度比例来监测光强变化。这种方案适合于激光器的生产制造商。现在大多数进口的激光器都是利用这种方案来实现功率的可视性。

2、激光器输出后，再进行检测。

很多的设备集成商并不能自己生产激光器，买来的激光器不具备功率显示功能的事实已经无法改变，他们也不能对激光器进行任何改造。这种情况下，他们只能在激光输出之后，在光路上想办法。在光路上增加一个移动的反射镜来切换光路。当需要检测光功率的时候，移动反射镜将光路切换到OEM探测器中，检测一下功率，看看是否正常，如果正常，再把反射镜移开，进行加工。这种方案比单纯的向上游激光器厂家提出功率显示功能更有效。因为激光传输系统是有损耗的，激光器的功率并不代表最终作用在工件上的光功率，二者可能有偏差，对于紫外激光系统来说，这种偏差可能还很大。另外，激光器可视的光功率值很难被嵌入到设备加工软件中，也很难被用来作为反馈信号。因此，对于大多数设备集成商而言，这种光路中OEM功率集成是比较切实可行的。

当然，这个结构还有两个缺点：一是功率监测不具备实时性，检测的时候无法加工，加工的时候无法显示实际功率；二是将全部光功率都切换到功率探测上，对于OEM探测器的量程和散热都提出了考验。特别是对于大几十，甚至几百瓦的光功率，如果全部被OEM探测器接收，那水冷是的。接水管显然是很麻烦的事。因此，我们还可以将该方案改造一下。

3、激光器输出后，部分分光监测。

利用分光片，分出一部分光，或者在某个45度全反镜后面检测漏过去的光。显然，通过这种改造以后，能够全面克服之前全光路切换的缺点：实时监测，不影响加工；分光比例小，不需要大功率OEM探测器，也就不需要水冷，通过热沉传导散热就可以了。除此之外，价格还便宜。笔者强烈推荐该方案。

四、OEM功率计标定

OEM功率计与标准功率计不同，它不是拿来就直接用的，它是需要集成的，信号（数据）也需要进行处理。这个信号的处理过程就是读数标定。OEM功率探测的标定包含两个方面：

1、模拟信号和数字读数的标定

SD系列和CSA/CSW系列的OEM功率计的灵敏度是标称指标，由于传感器个体差异，热沉封装以及散热等方面的不同，实际的灵敏度需要在封装结束后进行标定。也就是说实际功率值和电压值之间的对应关系还需要用标准功率计来进行标定。

2、分光比例标定

如果只是部分分光测量，测量的读数和总光功率之间的比例也需要标定。建议在设备应用软件上增加一个管理员密码管理的比例系数，用来校准实际功率值。

五、结语

OEM功率计根据封装程度，功率量程，有效口径，膜层材料的不同，分为很多款式。除了以上介绍的常规款式，为了满足功率特别高的应用需求，还有OEM探针。当然，OEM探针使用比较麻烦，除了IPL应用外，通常不建议。

IPL探针

对于OEM应用来说，独立的表头就成了累赘，不但价格贵，而且还占用空间。事实上最终用户只需要在应用软件上能看到功率值即可，这样，OEM功率计通过USB线直接和工控机连接就成了的选择之一。在此需求上，逐渐形成了用电脑取代表头的新趋势，因为无论是在实验室还是在工厂车间，电脑都是比较常规的设备。Laserpoint的产品，无论是独立工作的探头还是OEM探头，现在都有USB版本。特殊情况下，由于功率过高或者单脉冲能量过大的问题，有的应用也需要把标准的功率计探头集成在设备里面；还有的环境比较特殊，人无法在设备旁边（例如隧道，有辐射的环境），表头存在与否已经无关紧要，重要的是测量结果能够通过数据线传输出来。如此，USB版本的标准独立探头就显得很实用了。

有需求就会有对应产品。探测器永远跟着需求的方向发展。而我们要做的就是根据实际的测量需求，根据研发实力，根据实际情况来选择适合的探测器。

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