通過以下方式可以改進低功率光信號的測量：zui大程度減小環(huán)境光、防止反射光和散射光入射到功率探頭(光電傳感器)、確保光斑保持在探頭有源區(qū)內、優(yōu)化配置功率計的動態(tài)范圍以及在環(huán)境光條件下執(zhí)行功率計的調零操作。這些方式的目標是為盡量減少雜散光源對功率測量的影響，確保探頭可連續(xù)測量完整光束傳遞的功率，并針對實驗情況優(yōu)化功率計配置。

一、環(huán)境光

環(huán)境光是指除光學系統(tǒng)的光束外，其他所有光源產生的光。很多情況下，室內燈光是環(huán)境光的主要來源，但也有很大一部分來自計算機屏幕和其他顯示器以及儀器的發(fā)光二極管(LED)指示燈。環(huán)境光比較麻煩的一個方面是其在測量過程會隨著操作員的移動、指示燈的閃爍和屏幕顯示的變動而改變。

環(huán)境光的影響包括夸大功率讀數、干擾低功率信號的探測以及使探頭飽和。探頭飽和時，探頭輸出信號將接近或處于zui大可能電平。因環(huán)境光而飽和的探頭會對入射光信號中的額外功率無法響應或響應不佳。如果環(huán)境光水平低至可避免飽和，但相對于信號中的主要光功率，環(huán)境光水平又足夠高，使得光功率被忽略不計，那么所需信號也可能無法探測。

zui大程度減小環(huán)境光的選項包括關閉室內燈、將裝置安裝在不透光的罩殼中、遮蓋顯示器或將屏幕背朝探頭、和/或關閉LED或用黑色膠帶遮擋LED。

二、雜散光

系統(tǒng)中的光束會在裝置中的光學元件和機械外殼上發(fā)生散射、折射和/或衍射，從而產生雜散光。雜散光路徑可能難以預測和阻擋，因為這種光可能會與不同的光學元件多次相互作用并與主光束路徑重疊。雜散光對所需信號測量的影響類似于環(huán)境光。

阻擋雜散光的zui佳方法取決于光束軌跡和裝置，并且通常需要使用多種技巧。zui容易消除的是不遵循光束路徑的雜散光。通過旋轉光學表面以偏離入射光束的正入射方向，可使反射光遠離光路。然而，這種選擇只適用于對光學元件非零入射角不敏感的應用。

當信號光和雜散光路徑之間的角度足夠大時，連接至探頭的透鏡套筒可用于阻擋雜散光。如果雜散光和信號路徑之間的角度很小，一種選擇是在探頭前放置光闌以阻擋雜散光，同時可通過所需信號。另一種選擇是將探頭移至更遠處。當距離足夠遠，所需信號光和雜散光之間的距離會增加，而雜散光將無法入射到功率探頭，或對功率測量的影響可忽略不計。

三、功率探頭尺寸和導光余量

如果信號光束的直徑大于功率探頭的有源區(qū)，則所測信號功率會降低。請注意，1/e2光束直徑通常針對高斯光束而測量和指定，其中包含約86%的光束功率。當直徑為1/e2直徑約1.5倍時，則包含99%的光束功率。

理想情況下，光束可通過對齊以位于探頭的有源區(qū)中心。如果光束未與探頭的中心對齊，則測量錯誤的幾率會增加。如果光斑超出探頭的有源區(qū)，則功率測量值會變低。如果部分光束與有源區(qū)重疊，因為會測到一些信號功率，所以可能不會立即發(fā)現(xiàn)問題。因此，我們建議在測量之前檢查光束和有源區(qū)是否重疊。

如果功率探頭上的光斑在測量過程中沒有保持完全靜止，那么，光束和功率探頭之間的不完 美重疊可能會是一個瞬態(tài)問題。例如，如果在測量時需要繞光軸旋轉光學組件，則光斑可能會偏移。如果光學元件的正面和背面不垂直于光束路徑，這也是一個需要關注的問題。大面積功率探頭可適用于移動的光斑。

三、功率探頭動態(tài)范圍內的信號

探頭動態(tài)范圍是指適用于探頭的zui小到zui大的入射光功率范圍。準確的測量要求信號功率在探頭的動態(tài)范圍內。

本底噪聲通常定義了zui小可探測的光功率水平。本底噪聲是指在絕 對沒有光入射到功率探頭時，功率計報告的信號功率。此信號來自整個探測系統(tǒng)中的噪聲，包括功率探頭、功率計、電纜、放大器、濾波器和所有其他組件。除非信號光功率足以引起超過本底噪聲的響應，否則無法探測到入射信號。當信號響應接近本底噪聲時，測量精度可能會很差。接近本底噪聲的信號具有低信噪比(SNR)，即所需信號功率除以噪聲功率。

功率探頭的制造商通常會將zui大入射功率水平指定為低于所謂飽和強度的閾值。建議在遠低于飽和強度閾值的情況下使用探頭，因為當接近閾值時，探頭響應會變?yōu)榉蔷€性，且可能導致功率測量值低于探頭中的入射功率。從而導致光束功率無意中超過應用程序的工作功率上限，這會是一個嚴重的問題。入射功率高于飽和強度時，測量讀數一般會是一個恒定的zui大值。檢查飽和的一種方法是在監(jiān)測功率讀數的同時稍微增加信號功率。如果讀數保持不變，或變化遠小于預期，則探頭可能已飽和。

四、功率計調零至環(huán)境光水平

阻擋所需信號到達探頭，并在不遮蓋功率探頭的情況下進行調零操作。這可以通過使用集成快門(如果有)在光源處阻擋信號來完成，或將光擋直接放置在光源前。重要的是，光擋不要太靠近探頭，因為在調零過程中，功率探頭應該暴露在測量期間的完整環(huán)境光水平下。完成調零后，可從信號功率測量中減去環(huán)境光功率。如果在調零時探頭被遮蓋，則環(huán)境光功率會被加到信號功率中。