Die meisten pyroelektrischen Detektorköpfe von Laser Probe zeichnen sich aus durch das bestens bewährte und speziell konzipierte „Cavity“- Design sowie durch hochwertige Verstärker. Beides zusammen ergibt eine hervorragende Empfindlichkeit mit einer exzellenten Konstanz über einen weiten Spektralbereich. Die Verwendung zweier pyroelektrischer Kristalle in „Cavity“- Anordnung führt zu der nahezu 100%igen Strahlungsabsorption, weil Strahlung, die auf den ersten, schräg gestellten Kristall trifft und dort nicht zu 100% absorbiert wird, auf den zweiten, ebenfalls schräg gestellten Kristall hinreflektiert und dann dort absorbiert wird.

Den meisten Anwendern genügt dabei völlig die optische Standard-Absorptionsschicht, die die gesamte optische Strahlung zwischen 180 nm und 16 µm zu nahezu 100 %, also wellenlängenunabhängig, absorbiert und im pyroelektrischen Kristall in eine messtechnisch auswertbare Spannung umsetzt. Ein spezielles und optional erhältliches Coating erweitert den Messbereich sogar bis zu 1000 µm (interessant für Nutzer von Teraherz-Strahlung).

Der bisher weitest verbreitete Klassiker unter den pyroelektrischen Energiemessköpfen, das Modell RjP-735, deckt ähnlich wie seine schnelleren Brüder aus der neuen 400er- oder 600er- Serie einen riesigen Energiemessbereich von 10E-7 bis zu 1J ab, und dies noch ohne Abschwächer. Falls bei kurzen Laserpulsen die Bestrahlungsstärke 1 MW/cm² übersteigt, sollten zur Vermeidung einer Beschädigung der absorbierenden Schicht zusätzlich Abschwächer verwendet werden.

Der Detektorkopf Modell RjP-736 ist speziell für Laser mit großem Strahlquerschnitt konzipiert, wenn bei der Messung eine Reduzierung des Laserstrahls auf Flächen kleiner 1 bzw. 5 cm² ausscheidet.

Für Messung kleinster Pulsenergien bis zu etwa 5 x 10E-13 J stehen Si-Detektorköpfe mit 1 cm² aktiver Fläche sowie für den NIR- Bereich ein InGaAs- Detektorkopf mit einem sehr großen aktiven Durchmesser von 5 mm sowie ein Ge-Detektor mit sogar 13 mm Durchmesser zur Verfügung.

Die neueren Si-, InGaAs- und Ge- Detektoren der 400er und 600er – Serie sind mit dem neuen Universal- Radiometer zu betreiben, wobei die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik abgespeichert und somit für die genutzte Wellenlänge leicht abrufbar ist.

Die neue 400er- Serie zeichnet sich durch ihre kompakte Bauform mit integriertem 25 mm- Filterhalter und separatem Vorverstärker aus. Bei der 600er- Serie ist dieser integriert.

Der Einsatzbereich aller Energiemessgeräte wird durch einen volumenabsorbierenden Thermopile erweitert, der bei kurzen Laserpulsen Bestrahlungsstärken bis zu 0,5 Gigawatt /cm² aushält. Das wird dadurch erreicht, dass sich vor der eigentlichen Thermosäule ein teilweise transparentes dielektrisches Material befindet, welches die ankommende Energie über sein Volumen absorbiert.

Aufgrund der im Vergleich zu pyroelektrischen bzw. Si- Detektorköpfen langsamen Zeitkonstante eines Thermopile- Detektorkopfes ist dieser speziell für den „Single Shot“ –Betrieb bzw. für extrem geringe Repetitionsraten zu benutzen.

Die Abhängigkeit der maximal möglichen Energiedichte in J/cm² von der Pulslänge ist für die einzelnen Modelle bei der Benutzung zu beachten.

Generell sind die in der Spezifikationstabelle angegebenen maximalen Belastungsdaten als Zerstörschwellen zu beachten.

Jedem pyroelektrischen Detektorkopf wird zur Vermeidung einer Überlastung der absorbierenden Schicht ein Testplättchen beigefügt, das vor der Messung in den Strahleingang gehalten werden soll. Sind danach keine Veränderungen auf der schwarzen Testschicht sichtbar, wie z. B. Grauwerden oder stellenweises Abplatzen, kann mit der eigentlichen Messung begonnen werden. Falls die erwähnten Veränderungen doch einmal am Detektorkopf sichtbar sein sollten, so ist die ursprüngliche Kalibrierung nicht mehr gültig.
In solchen Fällen empfiehlt sich eine Neubeschichtung, evtl. auch ein Detektortausch, einschließlich Kalibrierung vornehmen zu lassen.

Falls die Energie pro Puls, die mittlere Leistung oder die max. Bestrahlungsstärke der zu messenden Laserpulse über den angegebenen Werten liegen, kann der Detektorkopf Modell RjP-735 bzw. RjP-765 mit in den Messkopf integrierbaren Abschwächern verwendet werden. Der reflektierende Typ kann bei mittleren Leistungen bis zu 100 Watt und einer Bestrahlungsstärke von 1 MW/ cm2 eingesetzt werden. Die absorbierenden Abschwächer können bei Bestrahlungsstärken bis max. 100 MW/cm2 eingesetzt werden. Die mittlere Leistung, die sie vertragen, beträgt 1 Watt. Jeder Abschwächer wird kalibriert und mit seinem individuellen Abschwächfaktor gekennzeichnet.

Diese Option ist für das Modell RjP-735 erhältlich, verbessert dessen Empfindlichkeit im Bereich von 30 – 1000 µm und macht es somit für Terahertzstrahlung einsetzbar.

Die neuentwickelten Messköpfe der 400er- Reihe haben einen 25 mm-Filterhalter integriert. Austauschbare Filterhalter verschiedener Größen für runde und quadratische Filter werden für die neuen Messköpfe der 600er – Serie angeboten.
Die Detektorköpfe Modell RjP-735 und RjP-765 können mit einem Filterhalter (Modell RkR-700) zur Aufnahme spezieller Filter oder Fenster mit 1,25 cm Durchmesser und 2,5 mm Dicke versehen werden. Fenster dienen bei hochempfindlichen Messungen der Reduzierung akustischer Signale, die bei pyroelektrischen Detektoren die optische Strahlungsmessung verfälschen können. Als Fenstermaterial stehen Suprasil (Modell RkW-701) oder KRS-5 (Modell RkW-703) zur Verfügung. Suprasil hat typischerweise eine über 90%ige Transmission zwischen ca. 180 und 2500 nm und KRS-5 eine über 60%ige Transmission im Bereich von ca. 800 nm bis 35 µm.

Für die Si- Detektorköpfe werden zwei Kalibrieroptionen angeboten: CAL-UV von 200 – 400 nm und CAL-VIS von 350- 1100 nm. Für den InGaAs- Detektor RjP-485 und den Ge-Detektor RjP-495 wird die Option CAL-IR für eine Kalibrierung von 800 – 1700 nm angeboten. Die Kalibrierungen werden jeweils in 10 nm- Schritten durchgeführt.

Für die Detektorköpfe der RjP-700er- Reihe werden separate Verlängerungskabel mit 3 m, 6 m und 9 m Länge angeboten. Die Detektorköpfe der RjP-600er- Reihe können auf Wunsch sofort mit längeren Kabeln, nämlich mit 3 m, 4,50 m bzw. 6 m Länge geliefert werden. Für die Thermopiles genügen Standard- Koaxialkabel mit BNC- Steckern und für die RjP-400er- Reihe Standard DB 25- Kabel.

Optional ist ein praktischer Standfuß, Modell kTA-141, erhältlich.

Pyros stammt aus dem Griechischen, steht für „Feuer“ und weist damit schon auf einen thermischen Effekt hin. Bei Erwärmung eines pyroelektrischen Kristalls, beispielsweise durch die Absorption optischer Strahlung, wird die Polarisation des Kristalls verändert. Diese wird als Spannungsänderung registriert, da der Kristall sich zu Messzwecken zwischen zwei Elektroden, also im Inneren eines Kondensators befindet. Da ein derart aufgebauter Sensor nur auf Änderungen reagiert, wird bei der Messung von cw-Strahlung diese mittels eines Choppers gepulst und mittels Lock-In-Technologie nachgewiesen. Damit sind Störungen durch äußere Einflüsse, wie z.B.Temperaturänderungen ohne Bedeutung für die Messgenauigkeit, was bei anderen thermischen Sensoren, z.B. den Thermopiles, nicht der Fall ist.