激光脉冲的平均功率和功率.doc

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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，那么每秒钟发射激光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， 
 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，10-12 S § ns： 纳秒，10-9S § M: 兆，106 § J: 焦耳 § W: 瓦
氙灯作