10 kW电校准激光功率计吸收体的设计与抗损伤性能研究

激光功率的绝对测量主要采用电校准激光功率测量系统,将激光功率溯源至电压和标准电阻基准,实现量值复现。对于万瓦级高功率激光的绝对测量,吸收体的抗损伤性能是测量系统的关键。针对10 kW电校准激光功率计吸收体的设计与抗损伤性能展开研究,基于反射锥体扩束结构和水冷散热方式,实现了抗损伤激光吸收腔体的设计与研制。采用数值传热分析手段,对不同激光功率、光斑尺寸和冷却水流量下吸收体的传热特征进行了研究。结果显示,吸收体内壁激光吸收面的温升得到较好控制,吸收体的功率测量上限达到15 kW,主要受限于水冷通道表面温升引起的冷却水汽化。数值分析结果对于抗损伤性能的明确、测量系统参数的设定和吸收体结构的优化具有重要的参考价值。在高功率激光下对由该吸收体组成的电校准测量系统开展了实验测试,最高测量功率达到14.3 kW,不同功率下的测量数据保持稳定,吸收体未发生损伤。