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      光纖激光器技術(shù)

      高功率激光合束技術(shù)、超短超快脈沖光纖激光器技術(shù)

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      脈沖激光功率和能量計算

      時(shí)間:2021-07-21   訪(fǎng)問(wèn)量:8492

      在確定脈沖激光是否適合某種器件或應用時(shí),激光生產(chǎn)商可能沒(méi)有提供相關(guān)的參考參數。在這種情況下,一般可以根據已有的信息計算必要的參數??赡苄枰嬎惴逯得}沖功率、平均功率、脈沖能量和相關(guān)參數,以此達到需要的結果:

      圖1中標出了脈沖激光參數,表中有參數解釋。出于快速參考,所有方程都列于下方。

       


       

      1上圖中標出了用于表征脈沖激光的參數,下表中提供參數釋義。脈沖能量(E)是脈沖曲線(xiàn)下的陰影面積。脈沖能量也等于斜線(xiàn)區域的面積。

       

      脈沖激光計算公式:

      周期和重頻互為倒數: 


      image003.png  


      根據平均功率計算脈沖能量:

            image005.png

      根據脈沖能量計算平均功率:

             image007.png

      根據脈沖能量估算峰值功率:

              image009.png

      峰值功率和平均功率的關(guān)系:

      image011.png  image013.png





      根據平均功率和占空比*計算峰值功率:

      image015.png

      *占空比(τ/?t)是激光脈沖發(fā)射持續時(shí)間所占比例。

       

       

      計算實(shí)例:

      探測器的最大峰值光輸入功率規定為75 mW,用它測量下面的脈沖激光是否安全?

      單脈沖能量:

      image017.png

       

      看似低,但是峰值脈沖功率為:

      image019.png

       

      使用探測器測量這個(gè)脈沖激光是不安全的,因為脈沖的峰值功率要比探測器的最高峰值光輸入功率高5個(gè)數量級。

       

      參數

      符號

      單位

      描述

      脈沖能量

      E

      Joules [J]

      單脈沖總輻射的量度,它是激光在一個(gè)周期內發(fā)射的光。脈沖能量等于陰影面積,也等于斜線(xiàn)區域覆蓋的面積。

      周期

      Δt

      Seconds [s] 

      一個(gè)脈沖開(kāi)始和下一個(gè)脈沖開(kāi)始的間隔時(shí)間。

      平均功率

      Pavg

      Watts [W]

      如果脈沖能量在整個(gè)周期內均勻分布的光功率軸的坐標高度。

      瞬時(shí)功率

      P

      Watts [W]

      某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)的光功率。

      峰值功率

      Ppeak

      Watts [W]

      激光的最高瞬時(shí)光功率。

      脈寬

      τ

      Seconds [s]

      表示脈沖開(kāi)始到結束所用的時(shí)間,一般使用脈沖形狀的半高寬表示。也稱(chēng)脈沖持續時(shí)間。

      重頻

      frep

      Hertz [Hz]

      發(fā)射脈沖的頻率。等于周期的倒數。


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