如何選取激光功率計和能量計？
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光電二極管擁有最快的響應速度。Lasermet公司的IPDH-10S和IPDH-10C光電二極管與ADM1000一起使用時(shí)，頻率響應可達到400kHz，這比市場(chǎng)上其他任何探測器的響應速度大約快1000倍。這樣的響應速度能夠分離和顯示單脈沖波形，并且可以測量出單脈沖的能量。
光電二極管也提供了更高的熱穩定性，而熱探測器則容易受到熱干擾和熱漂移的影響，因此更難準確使用。目前市場(chǎng)上已經(jīng)有一些熱探測器結合了溫度穩定技術(shù)，從而大大減少了熱漂移。
關(guān)鍵指標
選擇PEM時(shí)首先要考慮的指標是傳感器的波長(cháng)范圍以及對功率和能量的測量范圍。測量?jì)x應該能夠在未飽和的狀態(tài)下給出測量值。通常飽和電流在10mA量級（峰值響應處的功率約為10mW）。高功率的測量通常采用積分球或光衰減器來(lái)降低飽和。系統的另一個(gè)重要指標是最低可測量的功率/能量水平處的信噪比。典型的噪聲水平在幾mW量級，高靈敏度模塊可測量的功率低至1μW。
在挑選了合適的探頭來(lái)測量激光或寬帶光源后，下一個(gè)要考慮的問(wèn)題是破壞閾值。用戶(hù)需要了解被測量的功率和能量密度，以免探頭被破壞。這需要了解光斑尺寸以及能量分布。高斯光束在光束頂部具有非常高的功率/能量密度。
脈寬是測量脈沖激光時(shí)需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素。大多數傳感器具有不同的基于峰值功率的破壞閾值；當脈沖能量相同時(shí)，短脈沖相比較而言將具有高得多的峰值功率，更容易破壞傳感器。對于高于破壞閾值的應用，用戶(hù)可采用的衰減手段包括分光器、漫反射和中性濾光片等。
另一個(gè)重要的指標是不確定度，這關(guān)系到準確性和一致性。大多數公司根據美國標準技術(shù)協(xié)會(huì )（NIST）制定的標準對其儀器進(jìn)行校準，這些標準提供了基于標準物理常數的不確定度，例如水中的溫升。準確度的誤差應以百分比的形式對每個(gè)傳感器和顯示器進(jìn)行標注（見(jiàn)圖3）。
圖3：OSI公司的Juno是一種多功能緊湊型PEM，其與OSI公司的所有“智能型”熱釋電、熱電堆和光電二極管傳感器兼容。Juno的波長(cháng)測量范圍從紫外到遠紅外，能量測量范圍從100fJ到幾百焦，功率測量范圍從10pW到10kW，光源的重復頻率可高達10kHz。Juno通過(guò)USB接口將筆記本或臺式電腦轉換成一個(gè)激光PEM，是現場(chǎng)和實(shí)驗室應用的理想選擇，另外其也可作為內置的OEM傳感器。每種型號的探頭和測量?jì)x器的關(guān)鍵指標的工作范圍相差巨大。選擇的關(guān)鍵是要使激光器或光源的輸出參數與探測器和儀器的指標相匹配，即測量?jì)x器的指標應該覆蓋激光器的輸出參數。
權衡與取舍
選擇PEM時(shí)需要進(jìn)行許多權衡與取舍。例如，如果用戶(hù)需要測量光束直徑小的高功率激光，就需要具有高損傷閾值的探頭。但是具有高損傷閾值的PEM的靈敏度并不高，所以無(wú)法用同一個(gè)探頭讀取極高和極低的功率。用于更高讀數的能量探測器也會(huì )碰到同樣的情況。此外，某些特定產(chǎn)品可以測量單個(gè)脈沖的高能量，但是它們只能在低重復頻率下工作，不能在高功率下應用。因此，在實(shí)際應用中，用戶(hù)需要根據具體情況進(jìn)行一定的權衡。
雖然PEM已經(jīng)出現了很長(cháng)一段時(shí)間，但激光和太赫茲源技術(shù)的新進(jìn)展，已經(jīng)為光源測量創(chuàng )造了新的挑戰，這些測量需要獨特的傳感器和儀器。自從高重復頻率DPSS和光纖激光器出現以來(lái)，測量和控制重復頻率為100kHz甚至更高頻率的脈沖激光器的輸出，曾一度讓人們面臨很大的困難。Gentec-EO公司宣稱(chēng)其Mach 5是一款能夠很好解決上述需求的數字焦耳計，希望廣大用戶(hù)真正能從中受益（見(jiàn)圖4）。
圖 4：Gentec-EO公司的Mach 5型數字焦耳計，用于測量高重復頻率的DPSS、調Q激光器和重復頻率高達130kHz的超快光纖激光器的輸出，測量精度高達12位。Mach 5在最大重復頻率下可以存儲多達400萬(wàn)個(gè)脈沖（40秒的數據）。Mach 5的探頭包括熱釋電探測器、硅探測器和InGaAs探測器，可測量的能量范圍從μJ到mJ量級，測量精確度可達4％。
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