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
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