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激光脉冲的平均功率和功率.doc

上传人:新起点 2018/9/28 文件大小:19 KB

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激光脉冲的平均功率和功率.doc

文档介绍

文档介绍:激光脉冲的平均功率和功率,
设脉冲激光器输出的单个脉冲持续时间(脉冲宽度)为:t,(实际为 FWHM宽度)
单个脉冲的能量:E,
输出激光的脉冲重复周期为:T,
那么,激光脉冲的平均功率 Pav = E/T,(即在一个重复周期内的单位时间输出的能量),
脉冲激光讲峰值功率(peak power)Ppk = E/t
能量密度=(单脉冲能量*所用频率)/ 光斑面积算
通常也用单位时间内的总能量除以光斑面积
峰值功率=脉冲能量除以脉宽 
平均功率=脉冲能量*重复频率(每秒钟脉冲的个数)
 
脉冲激光器的能量换算 
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,,每次脉宽20ns, 脉冲频率100kHz, 
平均功率为: 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:=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 = 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,