脉冲激光器的能量换算-波长光电

脉冲激光器的能量换算

南京波长光电科技股份有限公司王国力

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，脉冲能量是0.14mJ/次，每次脉宽20ns, 脉冲频率100kHz，

平均功率为：0.14mJ 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：0.14mJ/20ns=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 =0.5MW/cm2

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，10-12 S

ns：纳秒，10-9S

M：兆，106

J：焦耳

W：瓦