Цифровая сенсорная панель Thorlabs для измерения мощности и энергии излучения
Цифровая панель управления PM400 компании Thorlabs предназначена для использования с детекторами мощности и энергии для измерения оптической мощности лазерного излучения или других монохроматических, или близких к монохроматическим источников света, а также энергии импульсных источников света. Проекционно - емкостный сенсорный экран устройства использует технологию multi-touch, позволяя масштабировать и прокручивать отображаемые данные касанием руки.
Емкостные сенсорные кнопки на передней панели устройства обеспечивают быстрый доступ к заданию длины волны или спектра источника, дельта-режиму, который показывает изменение мощности от выбранной пользователем заданной точки, функции обнуления и главному меню устройства. Сенсорный экран достаточно чувствителен, чтобы его можно было использовать при работе в латексных, нитриловых или хлопчатобумажных перчатках. Экран также подсвечивается и может быть затемнен до 1% максимальной яркости.
В простейшем режиме работы измерения мощности и энергии можно визуализировать в виде цифр или с помощью имитированной шкалы со стрелкой. Дополнительно, данные могут регистрироваться вместе с временными характеристиками и сохраняться во внутренней памяти устройства. Отображение данных в виде графика позволяет просматривать и анализировать результаты с помощью функций масштабирования и прокрутки, а дисплей со статистическими данными дает возможность пользователю программировать и анализировать последовательность измерений.
В дополнение к предварительно запрограммированным в устройстве длинам волн или спектральным диапазонам источника для калибровки измерений пользователи могут также вводить и сохранять до двенадцати значений коэффициентов затухания или файлы данных для коррекции эффектов, вносимых внешними элементами (такими как фильтры или светоделители) при измерении мощности. Измеренные данные, информация о калибровке и кривые затухания могут быть сохранены во внутренней памяти устройства объемом 4 Гб. Пользователь может изменять и копировать файлы, сохраненные во внутренней памяти, путем подключения устройства к ПК через USB-порт.
Панель управления PM400 совместима с более чем 30 детекторами для регистрации излучения в диапазоне от УФ до ближней ИК области спектра: пироэлектрические детекторы, фотодиодные детекторы, оптоволоконные, сенсоры на термоэлементах и т. д. Разъемы детекторов Thorlabs содержат информацию о сенсоре, включая кривые чувствительности NIST, тип сенсора и номер модели. Эти данные используются панелью PM400 для калибровки данных.
Так как PM400 оснащен проекционно-емкостным экраном, внешняя поверхность представляет собой стекло, которое можно легко очистить с помощью обычной жидкости для очистки экрана.
Особенности:
- Компактная цифровая панель управления;
- Для измерения мощности и энергии непрерывных и импульсным источников света;
- Порты для детекторов температуры и влажности;
- Сенсорный дисплей;
- Интерфейс USB 2.0 для дистанционного управления, передачи данных и задки устройства;
- Долговечная литий-полимерная батарея;
- До 10 часов работы от аккумулятора без подзарядки;
- Проекционно-ёмкостной цветной экран;
- Совместимость с более чем 30 детекторами мощности и энергии.
Основные технические характеристик цифровой панели управления PM400
|
PM400 – панель управления для детекторов измерения энергии и мощности |
|
|
Совместимость с детекторами |
Фотодиодные, пироэлектрические и детекторы на термоэлементах |
|
Детектируемая мощность |
100 пВт - 200 Вт |
|
Детектируемая энергия |
3 мкДж - 15 Дж |
|
Рабочий спектральный диапазон |
185 нм - 25 мкм |
|
Скорость обновления данных на дисплее |
10 Гц (числовые данные) |
|
Диапазон рабочих частот |
DC - 100 кГц |
Передняя панель с сенсорным экраном
Как показано на рисунке ниже передняя панель PM400 обладает несколькими основными элементами. Проекционно-ёмкостный сенсорный экран и кнопки достаточно чувствительны для работы в хлопчатобумажных, латексных или нитриловых перчатках, но при этом довольно прочен для очистки экрана стандартными растворителями.
- Ёмкостный сенсорный экран: Емкостный сенсорный экран позволяет пользователю управлять функциями консоли с помощью нажатий и смахивания пальцами. Функции экрана: численное отображение измеренных данных мощности и энергии, регистрация долговременных измерений, настройки калибровки для длины волны излучения или заданного значения затухания, контроль температуры. Пользователь может переключаться между разными вариантами отображения данных, проводя пальцем по экрану влево или вправо, или нажав значок окна в правом нижнем углу экрана. Более подробная информация об измерениях приведена ниже.
- Кнопка спектральной калибровки: Эта кнопка открывает экран, на котором пользователь может быстро выбрать или сохранить до 12 длин волн излучения для измерений. PM400 будет использовать эти настройки в сочетании с данными калибровки, записанными в разъеме датчиков мощности и энергии Thorlabs, для выдачи калиброванных измерений оптической мощности или энергии. Выбранная длина волны отображается над кнопкой.
- Режим Delta: в дельта-режиме консоль отображает мощность или энергию относительно заданной пользователем величины. Нажатие этой кнопки сохраняет текущие значения мощности или энергии в качестве опорного значения, и последующие измерения будут отображаться как разность между фактическим значением и опорной величиной. Контрольное значение отображается над этой кнопкой, когда активен режим Delta.
- Кнопка задания нуля: позволяет быстро установить текущее значение мощности или энергии в качестве нулевой точки для последующих измерений. Измеренная мощность или энергия, выбранные в качестве нулевого значения, будут отображаться над кнопкой Zero.
- Главное меню: Эта кнопка обеспечивает быстрый доступ к главному меню. Отсюда пользователь может получить доступ к вкладкам для установки параметров для долгосрочных измерений мощности, настройкам устройства, файловому менеджеру, информации о датчике и лазерному калькулятору. Подробности приведены ниже.
Дополнительные функции:
В дополнение к выбору различных режимов и настроек измерений, PM400 предоставляет пользователю возможность менять настройки интерфейса.
- Выбор языка интерфейса: Английский, Французский, Немецкий, Китайский.
- Яркость дисплея и контрастность: экран измерителя мощности подсвечен и может быть затемнен до 1% от максимальной яркости. Кроме того, пользователь может выбрать показывать ли на экране белый текст на черном фоне или черный текст на белом фоне.
- Звуковой сигнал при настройке лазера: измеритель мощности воспроизводит звуковой сигнал, чтобы помочь определить, когда достигается максимальная мощность при настройке лазера. Консоль будет издавать повторяющийся звуковой сигнал, при этом частота звукового сигнала увеличивается с увеличением измеряемой мощности.
- Программируемые порты ввода/вывода: PM400 оснащен четырьмя программируемыми портами ввода / вывода для управления затворами, блокировками, лазерными сигнальными лампами и т. д.
Дисплей сенсорного экрана
На скриншотах ниже представлен обзор некоторых вариантов визуализации измерений, настроек измерений, функций и калькуляторов, доступных через сенсорный экран.
Числовое отображение измеряемых данных
Дисплей, отображающий измеренные значения мощности или энергии в числовом формате, внизу имеет шкалу с индикатором. Оранжевый и синий треугольники на шкале показывают минимальные и максимальные измеренные значения. Чтобы сбросить минимальные и максимальные значения, нажмите кнопку сброса на передней панели. Шесть прямоугольников, расположенных непосредственно над измеренным значением мощности или энергии, настраиваются пользователем таким образом, что он сам выбирает, какие параметры просматривать. В таблице ниже представлены параметры, которые могут отображаться на дисплее.
|
Варианты отображаемых на панели параметров |
||
|
Фотодиодный датчик |
Датчик на термоэлементах |
Пироэлектрический детектор |
|
Ток (IDET) |
Напряжение (VDET) |
Напряжение (VDET) |
|
Мощность (Φe) |
Мощность (Φe) |
Energy (WDET) |
|
Мощность в дБм (Φe) |
Мощность в дБм (Φe) |
N/A |
|
Максимальное значение |
Максимальное значение |
Максимальное значение |
|
Минимальное значение |
Минимальное значение |
Минимальное значение |
|
Отношение (Макс./Мин.) |
Отношение (Макс./Мин.) |
Отношение (Макс./Мин.) |
|
Температура детектора |
Температура детектора |
N/A |
|
Частота |
Частота |
Частота |
|
Температура (внешний NTC детектор) |
Температура (внешний NTC детектор) |
Температура (внешний NTC детектор) |
|
Энергетическая освещённость (Ee) |
Энергетическая освещённость (Ee) |
Плотность энергии (He) |
Имитация шкалы со стрелкой
Измерения можно визуализировать с помощью имитации аналоговой панели измерения со шкалой и стрелкой. Оранжевые и синие метки являются индикаторами максимального и минимального измеренного значения, масштаб можно увеличить в 10 раз. Значки сбоку экрана позволяют пользователю установить полосу пропускания, отрегулировать разрешение цифрового значения в нижней части дисплея, изменить единицы измерения, отрегулировать скорость обновления дисплея или смены экранов.
Отображение данных в виде графика
При графическом отображении данных пользователь может контролировать изменение мощности или энергии источника с течением времени. Можно добавить второй дополнительный дисплей, который отображает показания с подключенного датчика температуры (верхний график на скриншоте ниже). Значки сбоку от окна позволяют пользователю запускать и останавливать измерения, прокручивать данные и открывать папку, в которой сохраняются измерения.
Дисплей со статистическими данными
Используя дисплей со статистическими данными, пользователь может проводить последовательности измерений. Частоту и продолжительность выборки можно настроить на экране настроек, доступном из главного меню. Нижняя панель дисплея показывает количество выполненных измерений, общее время, прошедшее с момента начала измерений, и интервал измерений. Основная часть дисплея показывает статистику для накопленных данных, включая минимальное, максимальное, среднее значение и стандартное отклонение.
Выбор спектральной калибровки
Чтобы зайти в данный режим, необходимо нажать символ λ на передней панели. Устройство может хранить до 12 предустановленных записей спектральной коррекции, редактируемых пользователем. В простейшей форме эти записи могут состоять из одной введенной пользователем длины волны, которая будет использоваться в сочетании с данными калибровки NIST датчика Thorlabs для обеспечения калиброванного измерения мощности. В качестве альтернативы, каждая запись может быть CSV-файлом с исходным спектром, который был загружен и сохранен. Когда выбрана запись для спектральной коррекции, имя записи будет отображаться в поле над кнопкой λ.
Коррекция затухания излучения
Для ослабления измеряемого сигнала в установке могут потребоваться внешние устройства, такие как фильтр или светоделитель. Функция коррекции затухания позволяет PM400 отображать показания мощности, которые учитывают ослабление сигнала, вносимое данными элементами. Значения затухания могут быть представлены как множитель (например, x2), в процентах, в дБ или в OD (оптическая плотность). В качестве альтернативы, могут быть загружены и сохранены полные кривые пропускания фильтра. Можно запрограммировать и сохранить до 12 различных параметров затухания.
Основное меню
Главное меню консоли PM400 Thorlabs позволяет получить доступ к основным функциям устройства, включая регулировку яркости экрана, меню для установки параметров измерения мощности, энергии и температуры, экрану для расчета характеристик лазерного импульса и преобразователю единиц.
Настройки регистрации данных
Этот экран позволяет пользователю устанавливать параметры приема данных. Пользовательские настройки включают ручной или автоматический сбор данных, время экспозиции, количество измерений и интервал между измерениями. Он также позволяет устанавливать параметры записи данных температуры. После выбора всех настроек этот экран вернет оценочный размер файла, чтобы пользователь мог убедиться, что на устройстве достаточно свободной памяти. В случае ручного управления (пользователь вручную запускает и останавливает измерение), примерный размер выходного файла будет равен скорости, с которой память будет израсходована по мере сбора данных.
Настройки детектора
Этот экран позволяет просматривать параметры, зависящие от сенсора, проводить настройку основных параметров, таких как длина волны, затухание, режим работы и т. д., а также вводить параметры луча.
Настройки датчика температуры
Если внешний датчик температуры подключен к PM400, пользователь может отрегулировать в данном разделе его параметры.
Лазерный калькулятор и конвертор величин
PM400 Thorlabs имеет несколько калькуляторов. Экран лазерного калькулятора позволяет пользователю рассчитать параметры лазерного пучка на основе доступных данных. Конвертор единиц обеспечивает быстрое преобразование между ваттами и дБм или между длиной волны, частотой, волновыми числами и энергией фотонов.
Порты измерительной панели
Панель PM400 Thorlabs оснащена несколькими портами для подключения оптических датчиков, сенсоров температуры, а также 14-контактным вспомогательным портом для пользовательских приложений. PM400 совместима со всеми детекторами Thorlabs C серии. а также некоторыми детекторами сторонних производителей и пользовательскими датчиками.
Рис. 2 Вид панели управления PM400 Thorlabs сверху
