实验研究｜如何确定光纤激光器的温度上限？FLIR E54监测全程

红外热像仪在科学实验的过程中，应用范围的十分广泛，因为它可以很好地帮助科研人员控制实验过程中的温度，帮助实验更好地完成。今天，小菲就来给大家说一个东京大学副教授Reza Amani使用FLIR热像仪测量光纤激光器增益光纤上产生的热量，从而防止超过温度限制时可能发生的破裂导致设备损坏或操作员受伤的案例。✦  ++监测温度状况，防止光纤损坏Reza Amani博士参与的研究不仅通过开发高功率激光器对物理化学领域做出贡献，而且还旨在加强与工业进行更大的合作。近几年，激光加工被引入半导体行业以及许多其他行业，它允许加工各种材料，并实现高精度、超精细加工。特别是，Amani博士正在研究的光纤激光器具有高能量转换效率，在稳定性和可靠性方面表现出色。单模激光器，可广泛应用于激光加工、中红外激光器的激发以及光通信领域等光纤在激发后会迅速加热，当光纤达到一定温度时，它会首先膨胀，然后爆裂。如果发生这种情况，设备就会失效，并有受伤的风险。”为了防止这种风险，必须测量光纤激光器的增益光纤上产生的热量，并且必须在达到温度极限并破坏包层（丙烯酸酯涂层）的外部塑料之前停止实验。然而，当产生增益光纤时，它何时超过温度限制是未知的。作为监测温度上升过程的一种手段，Teledyne FLIR热像仪被引入。荧光灯越强，激发激光的吸收率越高，产生的热量也就越高✦  ++选择FLIR的原因：分辨率优越Amani博士说，他们试图用实验室里的普通热像仪进行测量，但它的像素数很低，而且由于图像分辨率有限，测量值低于实际值，因此检测结果并无参考价值。“在之前的工作中，我研究了薄圆盘激光器，并使用了FLIR的高像素数热像仪。因此，我非常了解FLIR热像仪的优点。光纤薄至250μm，包括外部塑料部分，即所谓的丙烯酸酯涂层。如果没有一定的分辨率，我们无法精确测量温度。一年前我刚创建实验室，由于预算有限，我选择了FLIR E54热像仪。它分辨率很优越，并且价格也很优惠，性价比很高。”Amani博士选择Teledyne FLIR的另一个原因是，拍摄的数据可以在PC端进行分析。“我们将拍摄的红外图像数据导入到PC端，就可以进行各种分析。仅通过查看现场数据很难准确判断哪里产生热量，但通过将数据导入PC端，我们可以进行更详细的分析，这是一个很吸引人的优势。”FLIR E54高级红外热像仪使用FLIR E54能够以320×240像素的红外分辨率观察物体的温度分布状况。使用MSX®（专利号：CN201380073584.9）技术进行图像校正，可获得更多细节和视角，生成清晰的热图像。此外，通过连接到PC端的软件，可以对时间序列的温度变化进行视频分析和记录。✦  ++“红外热像仪应广泛用于实验研究”“我们还曾使用过热电偶和其他接触式温度计，但多亏了红外热像仪，我们现在能够根据温度分布状况清楚发现哪些部分温度较高。”增益光纤的最高耐受温度指定为80℃。FLIR热像仪可以精确地测量温度分布，用冷却器适当地去除热量，光纤可以使用到110°C。现在可以确定热限制和优化程序，从而消除设备损坏和操作人员受伤等风险。“在日本，我觉得与其他先进国家相比，研究预算是有限的。在其他国家，热像仪是随处可见的常用工具。我认为热像仪应广泛用于日本的研发。如果研究中使用的纤维因超过热限值而被破坏，就需要回购成本约30万日元的设备，相较于购入FLIR热像仪的成本可忽略不计。”该行业有各种各样的要求，包括用一台激光器加工不同的材料。处理多种材料需要增加输出功率，这可能会导致发热问题。红外热像仪，如FLIR Exx系列，在这些情况下可用于热量监测，并可为未来的激光研究提供有效的数据。FLIR红外热像仪广泛应用在实验研发的各个过程中帮助技术人员监控实验中的温度提高了研发过程的准确率