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脉冲激光器的参数换算

2023/11/16 10:31:36

脉冲激光器是一种能够产生高能量、短脉冲的激光器。在激光科学与技术领域,华工大智能提醒大家,了解和掌握脉冲激光器的参数换算,计算脉冲激光器的峰值功率是非常重要的,这将帮助我们更好得、准确得进行激光器选型。

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。

连续激光器和脉冲激光器的出光波形图对比:

连续激光器和脉冲激光器的出光波形图对比

接下来,华工大小编就来结合下图,为大家介绍一下脉冲激光器的参数换算。

脉冲激光器的参数换算

在上图中:

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。

下面,我们结合具体实例,让大家更直观得了解脉冲激光器的相关参数。

计算案例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。
计算案例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。

计算案例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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