半导体制冷片制作的高能激光靶屏.pdf

【半导体制冷片制作的高能激光靶屏】 在高能激光技术领域，精确测量激光的强度分布至关重要，因为这直接影响到激光器的设计、光束传输控制以及应用效果。传统的测量方法，如能量烧蚀法、漫反射成像法、扫描取样法、阵列探测法和量热法等，存在各种局限性，例如时间分辨率低、系统复杂或成本高昂。随着辐射热成像技术的进步，一种被称为“热图法”的新方法逐渐受到重视，它可以通过热像仪直接测量激光照射面的温度分布，从而得到高时间和空间分辨率的光强分布。 半导体制冷片，基于帕尔帖效应，可以作为一种新型的高能激光靶屏。帕尔帖效应是指当电流通过一对半导体热电偶时，会在两端产生温差，使得热量从一端转移到另一端。半导体制冷片通常由氧化铝陶瓷基片封装的碲化铋半导体材料组成，电流通过时，热量会被从冷面转移到热面。 文章介绍了采用16个50mm x 50mm的半导体制冷片组装成总面积为200mm x 200mm、总制冷功率超过4800W的靶屏。靶屏四周装有8个红外标定物，用于校正红外图像的畸变。理论分析和数值模拟显示，使用氧化铝陶瓷材料制作的半导体制冷片作为靶屏是可行的，并且制冷片的制冷功能能够改善测试性能。 通过热传导方程建立的模型，可以描述激光照射半导体制冷片靶屏的加热过程。通过实验验证，这种靶屏可以有效地测量高能激光的强度分布。相对于传统的量热器阵列，使用半导体制冷片靶屏简化了测量系统，提高了时间分辨率，降低了成本，并且在空间分辨率上有优势。 该研究为高能激光强度分布的测量提供了一个创新的方法，不仅减少了系统的复杂性，还提高了测量精度和实时性。这对于高能激光器的优化设计、光束控制以及性能评估具有重要意义。未来，这种技术有望在更广泛的高能激光应用中得到推广。