脈衝激光器的能量換算

脈衝(chong) 激光器的發射激光是不連續，一般以高重頻脈衝(chong) 間隔發射。發射能量以功的單位焦耳(J)計，即每次脈衝(chong) 做功多少焦耳。 連續激光器發射的能量以功率單位瓦特(W)計量，即每秒鍾做功多少焦耳，表示單位時間內(nei) 做功多少。瓦和焦耳的關(guan) 係：1W=1J/秒。一台脈衝(chong) 激光器，脈衝(chong) 發射能量是 1 焦耳/次，脈衝(chong) 頻率是 50Hz，則每秒鍾發射激光 50 次，每秒鍾內(nei) 做功的平均功率為(wei) ：50X 1 焦耳=50 焦耳，所以，平均功率就換算為(wei) 50 瓦。再舉(ju) 例說明峰值功率的計算，一台綠光脈衝(chong) 激光器，脈衝(chong) 能量是 0.14mJ/ 次，每次脈寬 20ns, 脈衝(chong) 頻率 100kHz，平均功率為(wei) ：0.14mJ X 100k=14J/s=14W，即平均功率為(wei) 14 瓦；峰值功率是每次脈衝(chong) 能量與(yu) 脈寬之比，即峰值功率：0.14mJ/20ns=7000W=7kW, 峰值功率為(wei) 7 千瓦。 

要想知道鏡片的脈衝(chong) 激光損傷(shang) 閾值是否在承受極限內(nei) ，既要計算脈衝(chong) 激光的峰值功率，也要計算脈衝(chong) 激光的平均功率，綜合考慮。

如某 ZnSe 鏡片的激光損傷(shang) 閾值時是 500MW/cm2, 使用在一台脈衝(chong) 激光器中，脈衝(chong) 激光器的脈衝(chong) 能量是 10J/cm2，脈寬 10ns，頻率 50kHz。

首先，計算平均功率： 10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2

其次，再計算峰值功率：10J/cm2 / 10ns = 1000MW/cm2

從(cong) 脈衝(chong) 激光器的平均功率看，該鏡片是能承受不被損傷(shang) 的，但從(cong) 脈衝(chong) 激光器的峰值功率看，是大於(yu) 該鏡片的激光損傷(shang) 閾值的。所以，綜合判斷，該 ZnSe 鏡片不宜用於(yu) 此脈衝(chong) 激光器。

如果有條件，對脈衝(chong) 激光器鏡片，應當分別測試平均功率和峰值功率的激光損傷(shang) 閾值。

Ave. Power ：平均功率 Pulse energy ：脈衝(chong) 能量 Pulse Width：脈寬 Peak Power:：峰值功率

Rep. Rate ：脈衝(chong) 頻率ps：皮秒，10-12 S

ns：納秒，10-9S M：兆，106

J：焦耳 

W：瓦

文章來源：南京波長光電科技股份有限公司 王國力

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