光纖激光器（Fiber Laser）是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。

光纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛，它的主要用途有工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接（銅焊、淬水、包層以及深度焊接）、軍·事國(guó)防安·全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)等。
光纖激光器的整體電-光效率為30%~35%，大部分能量以熱能形式耗散掉。以1KW輸出功率光纖激光器為例，其耗散的熱功率超過(guò)2KW。因此，溫度控制直接決定激光器的品質(zhì)和使用壽命。本文以泵浦源、合束器、光纖等為例，介紹FOTRIC熱像儀在光纖激光器研發(fā)與品控方面的典型應(yīng)用。

一、LD泵浦源檢測(cè)
單個(gè)LD芯片輸出的激光功率是有限制的，泵浦將多個(gè)LD芯片封裝在一起，實(shí)現(xiàn)輸出功率提升。比如常見(jiàn)的100W泵浦，包含數(shù)十個(gè)5W的LD芯片。
泵浦的整體電-光轉(zhuǎn)換效率約40%，發(fā)熱量很大，而溫度直接影響芯片輸出的激光波長(zhǎng)，需借助熱沉水冷降溫。

▲未封裝泵浦內(nèi)部芯片的微觀熱分布（20μm微距鏡）

說(shuō)明：
（a圖）泵浦內(nèi)部溫度分布；（b圖）芯片與熱沉結(jié)合縫1與縫2的溫度分布對(duì)比；（c圖）縫1與縫2溫升變化趨勢(shì)對(duì)比。
泵浦出廠前，需使用熱像儀做出廠檢測(cè)，降低泵浦被退貨的概率；相應(yīng)的，光纖激光器廠家會(huì)使用熱像儀對(duì)每一個(gè)泵浦做來(lái)料質(zhì)檢，退回不合格的泵浦，保證激光器的整機(jī)質(zhì)量。
泵浦的熱像檢測(cè)內(nèi)容通常包括：殼體溫度、電源管腳焊點(diǎn)、尾套溫度、尾纖溫度等。

▲泵浦熱像檢測(cè)

說(shuō)明：
（a圖）泵浦殼體熱像圖，由于殼體是光滑金屬（如銅），發(fā)射率很低，應(yīng)粘貼電工膠帶輔助測(cè)試，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是25℃環(huán)境溫度，25℃冷卻水循環(huán)，滿功率時(shí)溫度＜45℃；（b圖）電源管腳焊點(diǎn)熱像圖；（c圖）套管熱像圖，zui高溫不能超過(guò)80℃；（d圖）尾纖熱像圖，溫度不能超過(guò)45℃。

二、合束器溫度檢測(cè)
合束器的作用是將N路泵浦的激光合成1路激光，實(shí)現(xiàn)激光器的高功率輸出。
光纖激光器的光-光轉(zhuǎn)換效率約70%（N路泵浦激光轉(zhuǎn)換成激光器輸出激光的效率），合束器作為無(wú)源光學(xué)耦合器件，存在較大的光功率損耗，因此大功率的合束器需要強(qiáng)制冷卻。
合束器出廠前，需使用熱像儀做出廠檢測(cè)，降低合束器被退貨的概率；同時(shí)，光纖激光器廠家會(huì)對(duì)合束器逐一做來(lái)料熱像檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容通常包括殼體溫度、入端（泵浦端）/出端光纖溫度等，以避免不合格的合束器影響激光器的整機(jī)質(zhì)量。

▲合束器熱像檢測(cè)

說(shuō)明：
（a圖）泵浦殼體熱像圖，由于殼體是光滑金屬（如銅），發(fā)射率很低，應(yīng)粘貼電工膠帶輔助測(cè)試，溫度＜45℃；（b圖）合束器光纖，zui高溫度＜45℃。

三、雙包層光纖與熔接點(diǎn)檢測(cè)
光纖激光器采用諸如雙包層光纖等特種光纖作為激光傳輸通道，通過(guò)熔接聯(lián)通泵浦、合束器等部件，是激光的內(nèi)部傳輸通道。光纖會(huì)吸收部分激光能量引發(fā)溫升，溫度過(guò)高會(huì)加速老化，導(dǎo)致溫度高→老化加快→溫度更高的惡性循環(huán)，降低激光器的可靠性和使用壽命，因此需使用熱像儀檢測(cè)整段光纖，尤其是光纖熔接點(diǎn)溫度。

▲光纖熔接點(diǎn)溫度檢測(cè)

四、激光反射保護(hù)驗(yàn)證檢測(cè)
隨著光纖激光器在金屬加工應(yīng)用的日益普及，用戶們逐漸意識(shí)到光纖激光器的一個(gè)弱點(diǎn)：很容易受到來(lái)自金屬工件的背向反射激光的損壞。
因此，高品質(zhì)的光纖激光器需具備反射保護(hù)機(jī)制，并在出廠前模擬反向輸入一定功率的激光，以確保品質(zhì)。熱像儀是其中一項(xiàng)檢測(cè)手段，反向測(cè)試中各部件的溫度原則上都不能超過(guò)45℃。

▲激光反射保護(hù)驗(yàn)證檢測(cè)

1、FOTRIC熱像儀非接觸測(cè)溫，不影響被測(cè)物體；并采集整個(gè)畫面所有溫度點(diǎn)，自動(dòng)捕捉全屏或區(qū)域zui熱點(diǎn)，直觀看到問(wèn)題點(diǎn)，高效率無(wú)盲區(qū)地查找問(wèn)題；
2、既可便攜使用，也可通過(guò)連接電腦，配合AnalyzIR軟件變身為在線熱像儀，錄制全輻射視頻掌握熱擴(kuò)散路徑和溫升曲線，便于研發(fā)分析；
3、支持分區(qū)域發(fā)射率設(shè)定，為同一畫面中的不同被測(cè)材料設(shè)置不同發(fā)射率，測(cè)溫更準(zhǔn)確；
4、支持溫度閾值、時(shí)間、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)等觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，提升工作效率；
5、加配微距鏡，支持20μm分辨能力，可檢查細(xì)小對(duì)象的溫度；
6、功能強(qiáng)大的專業(yè)分析軟件，實(shí)現(xiàn)二維、三維、時(shí)域、溫差等多方位分析。

高·端手持熱像儀                                                                              在線熱成像