脈沖激光器的能量換算
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(jì),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(jì)量,即每秒鐘做功多少焦耳,表示單位時(shí)間內(nèi)做功多少。瓦和焦耳的關(guān)系:1W=1J/秒。一臺(tái)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(nèi)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(shuō)明峰值功率的計(jì)算,一臺(tái)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(nèi),既要計(jì)算脈沖激光的峰值功率,也要計(jì)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(shí)是 500MW/cm2, 使用在一臺(tái)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(jì)算平均功率: 10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2
其次,再計(jì)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(duì)脈沖激光器鏡片,應(yīng)當(dāng)分別測(cè)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
文章來(lái)源:南京波長(zhǎng)光電科技股份有限公司 王國(guó)力
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