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脈沖激光器的能量換算

星之球激光 來源:南京波長2011-10-27 我要評論(0 )   

脈沖激光器的發(fā)射激光是不連續(xù),一般以高重頻脈沖間隔發(fā)射。發(fā)射能量以功的單位焦耳(J)計,即每次脈沖做功多少焦耳。 連續(xù)激光器發(fā)射的能量以功率單位瓦特(W)計量,即每...

脈沖激光器的發(fā)射激光是不連續(xù),一般以高重頻脈沖間隔發(fā)射。發(fā)射能量以功的單位焦耳(J)計,即每次脈沖做功多少焦耳。

連續(xù)激光器發(fā)射的能量以功率單位瓦特(W)計量,即每秒鐘做功多少焦耳,表示單位時間內做功多少。

瓦和焦耳的關系:1W=1J/秒。

一臺脈沖激光器,脈沖發(fā)射能量是1焦耳/次,脈沖頻率是50Hz,則每秒鐘發(fā)射激光50次,每秒鐘內做功的平均功率為:50X 1焦耳=50焦耳,所以,平均功率就換算為50瓦。

再舉例說明峰值功率的計算,一臺綠光脈沖激光器,脈沖能量是0.14mJ/次,每次脈寬20ns, 脈沖頻率100kHz,

平均功率為:0.14mJ X 100k=14J/s=14W,即平均功率為14瓦;

峰值功率是每次脈沖能量與脈寬之比,即

峰值功率:0.14mJ/20ns=7000W=7kW, 峰值功率為7千瓦。

要想知道鏡片的脈沖激光損傷閾值是否在承受極限內,既要計算脈沖激光的峰值功率,也要計算脈沖激光的平均功率,綜合考慮。

如某ZnSe鏡片的激光損傷閾值時是500MW/cm2, 使用在一臺脈沖激光器中,脈沖激光器的脈沖能量是10J/cm2,脈寬10ns,頻率50kHz。

首先,計算平均功率: 10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2

其次,再計算峰值功率:10J/cm2 / 10ns = 1000MW/cm2

從脈沖激光器的平均功率看,該鏡片是能承受不被損傷的,但從脈沖激光器的峰值功率看,是大于該鏡片的激光損傷閾值的。所以,綜合判斷,該ZnSe鏡片不宜用于此脈沖激光器。

如果有條件,對脈沖激光器鏡片,應當分別測試平均功率和峰值功率的激光損傷閾值。

  • Ave. Power : 平均功率
  • Pulse energy : 脈沖能量
  • Pulse Width: 脈寬
  • Peak Power: 峰值功率
  • Rep. Rate : 脈沖頻率
  • ps: 皮秒,10-12 S
  • ns: 納秒,10-9S
  • M: 兆,106
  • J: 焦耳
  • W: 瓦
 

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