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脉冲激光器的能量换算

发布时间:2019/04/28 点击量:
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脉冲激光器的发射激光是不连续,一般以高重频脉冲间隔发射。发射能量以功的单位焦耳(J)计,即每次脉冲做功多少焦耳。连续激光器发射的能量以功率单位瓦特(W)计量,即每秒钟做功多少焦耳,表示单位时间内做功多少。瓦和焦耳的关系:1W=1J/秒。 

 一台脉冲激光器,脉冲发射能量是1焦耳/次,脉冲频率是50Hz,则每秒钟发射激光50次,每秒钟内做功的平均功率为:50X 1焦耳=50焦耳,所以,平均功率就换算为50瓦。
  再举例说明峰值功率的计算,一台绿光脉冲激光器,脉冲能量是0.14mJ/次,每次脉宽20ns, 脉冲频率100kHz,
平均功率为:0.14mJ X 100k=14J/s=14W,即平均功率为14瓦;
峰值功率是每次脉冲能量与脉宽之比,即
峰值功率:0.14mJ/20ns=7000W=7kW, 峰值功率为7千瓦。
  要想知道镜片的脉冲激光损伤阈值是否在承受极限内,既要计算脉冲激光的峰值功率,也要计算脉冲激光的平均功率,综合考虑。
  如某ZnSe镜片的激光损伤阈值时是500MW/cm2, 使用在一台脉冲激光器中,脉冲激光器的脉冲能量是10J/cm2,脉宽10ns,频率50kHz。
首先,计算平均功率: 10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2
其次,再计算峰值功率:10J/cm2 / 10ns = 1000MW/cm2
从脉冲激光器的平均功率看,该镜片是能承受不被损伤的,但从脉冲激光器的峰值功率看,是大于该镜片的激光损伤阈值的。所以,综合判断,该ZnSe镜片不宜用于此脉冲激光器。

如果有条件,对脉冲激光器镜片,应当分别测试平均功率和峰值功率的激光损伤阈值。
•Ave. Power : 平均功率
•Pulse energy : 脉冲能量
•Pulse Width: 脉宽
•Peak Power: 峰值功率
•Rep. Rate : 脉冲频率
•ps: 皮秒,10-12 S
•ns: 纳秒,10-9S
•M: 兆,106
•J: 焦耳
•W: 瓦