脉冲激光的参数换算

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脉冲激光的参数换算

2024-07-06 11:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

 

 

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。

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。

瓦和焦耳的关系:1W=1J/s。

上图中,

Ppeak为峰值功率;

Pavg为平均功率;

τ为脉宽;

f为重复频率;

Δt为脉冲周期;

Δ为占空比;

E为脉冲能量;

 (1)    脉冲周期和重复频率互为倒数。

 

(2)占空比Δ:

(3)脉冲能量与平均功率的关系:

(4)脉冲能量与峰值功率的关系:

(5)峰值功率与平均功率的关系:

 

计算例1:

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,每秒钟内发射的能量为50X1焦耳=50焦耳,所以,平均功率就为50瓦。

计算例2:

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:0.14mJX 100kHz=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。

计算例3:

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。

(1)计算平均功率:10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2

(2)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。

 



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