脉冲激光能量参数关系_脉冲激光器的能量换算
激光脉冲的平均功率和功率
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，脉冲能量是0.14mJ/次，每次脉宽20 ns,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。
4.4 激光器的输出功率与能量-20200506
第2四. 章非均激光匀器加的工宽作单特模性 激光器
I , q I , q
VZ ,1
-VZ
0 1 vz c ) 0 1 vz c )
I
I
q0时,I 和 I 分别在增益曲线上烧两个孔, 而不是共同作用
激光器稳态 工作时
非均匀加
gi ( q , Iq )
gi0 ( q )
烧孔重叠条件
q - 0
H 2
1 Iq Is
兰姆凹陷宽度() 烧孔宽度
兰姆凹陷宽度() ~ L
H
1 Iq Is
气压 碰撞加宽L 烧孔宽度 , 深度变浅直至 均匀展宽为主时，兰姆凹陷消失
P3>P2>P1
气压高到一定程度 时，均匀加宽为主
13
第四章 激光器的工作特性
14
第四章 激光器的工作特性
假设 T 1
稳态工作时增益系数也很小， 近似认为
I I
腔内平均光强
I I I 2I
T1=0
I
I+ I-
T2=T
P
I , I 同时参与饱和
4
第四章 激光器的工作特性
均匀加宽工作物质大信号增益系数
g
H
(
,
I
)
1
g
0 H
( )
I
gt
l
Is ( )
稳定工作情况下光强
I
I
s
(
)
g
0 H
(
)l
-
n2tV
h
0
EP1 h P
-
n2tV
A S
输出能量(E)
A 0 S P
T T
激光器输出功率与能量
GH
(
,
I
)＝
l
连续或长脉冲激光器的输出功率 ❖ 当外界激发增强时，小信号增益系数增大
小信号增益为：
H
2
GH0
( 1 )
GH0
(
0
)
1
0
2
2
2
H
2
GH0
( 0 )
n0
4
v2 A21
2 02 H
n0 21
连续或长脉冲激光器的输出功率
激光器的输出光强必须增加到更大的光强，才能满足稳定工作 条件
GH ( )
GH0 ( )
GH ( , I1 )
0 1
连续或长脉冲激光器的输出功率
❖ 均匀加宽单模激光器
I
T
I_
l
连续或长脉冲激光器的输出功率
I
I I_
l
Z
连续或长脉冲激光器的输出功率
❖ 如果激光器输出透过率
T 1
❖ 稳定工作条件下增益很小，净增益接近于零：
I I
I I I 2I
❖ 均匀加宽条件下
I1
)＝GH0
(
)
1
1
0
0
2
2
H
2
2
2
H
2
1
I1 Is
连续或长脉冲激光器的输出功率
❖ 但是由于饱和作用，增益系数随光强的增加 而减小
GH ( )
GH0 ( )
GH ( , I1 )
0 1
连续或长脉冲激光器的输出功率
❖ 这一过程持续到增益等于损耗，光强不再继 续增加，这时激光器建立稳定的工作状态
连续或长脉冲激光器的输出功率
激光脉冲宽度与能量
激光脉冲宽度与能量
激光脉冲宽度是指激光脉冲的时间持续长度，通常以纳秒（ns）或皮秒（ps）来衡量。
激光脉冲宽度的大小直接影响着激光在材料
加工、医学治疗、通信传输等领域的应用效果。
较短的脉冲宽度可
以提高激光在材料加工中的精度和速度，同时还可以减少对周围材
料的热影响，从而实现更精细的加工。
在医学领域，较短的脉冲宽
度可以减少对周围组织的损伤，提高治疗效果。
在通信领域，较短
的脉冲宽度可以提高激光的传输速度和稳定性。
激光能量是指激光脉冲中所携带的能量大小，通常以焦耳（J）
或毫焦耳（mJ）来衡量。
激光能量的大小直接影响着激光在材料加工、激光打印、激光切割等领域的应用效果。
较大的激光能量可以
提高激光在材料加工中的穿透能力和切割速度，同时还可以扩大激
光在激光打印中的覆盖范围，提高打印效率。
在科学研究领域，较
大的激光能量可以提高激光在实验中的灵敏度和分辨率，从而实现
更精确的测量和分析。
因此，激光脉冲宽度与能量是激光技术中不可或缺的重要参数，它们的优化和控制对于提高激光的性能和应用效果具有重要意义。
随着激光技术的不断发展和创新，相信激光脉冲宽度与能量的研究将会为激光技术的应用领域带来更多的突破和进步。
脉冲激光器的重要参数
脉冲激光器的重要参数
脉冲激光器的重要指标：脉冲重复频率、峰值功率、脉冲宽度、脉冲能量、平均功率、峰值功率密度
1、激光重频：激光分两类：⼀类是连续激光，⼀类是脉冲激光。
激光重复频率是对脉冲激光⽽⾔的，指在单位时间内，有规律地输出激光的脉冲数⽬（等同于⼀秒内脉冲重复出现的次数，单位为赫兹（hz））。
重频低在⼀样的输出功率下对应的脉冲能量⾼，适合⾮线性等研究，⾼重频则在⾼速采样等领域有优势。
2、峰值功率（Peakpower）：代表着单个脉冲所能达到的最⾼功率。
单位为⽡特（W）。
3、脉冲宽度（Pulsewidth）：简称脉宽，是指单个脉冲的持续时间，因此，它是⼀个时间衡量单位，有毫秒（ms）、微秒（us）、纳秒（ns）、⽪秒（ps）、飞秒（fs）等各种量级。
量级越⼩，激光作⽤持续时间越短。
4、脉冲能量（Pulseenergy）：指的是单个脉冲携带的激光能量。
是峰值功率与脉冲宽度的乘积。
单位为焦⽿（J）。
例如当峰值功率为10千⽡，脉冲宽度为100纳秒时候，脉冲能量E=10kwX100ns=1mj。
5、平均功率（Averagepower）：是指⼀个重复周期内单位时间所输出的激光能量。
是脉冲能量与脉冲重复频率的乘积。
单位为⽡特（W）。
6、峰值功率密度（Peakpowerdensity）：是指单位⾯积内激光功率，由激光功率和激光起作⽤的⾯积共同决定的⼀项指标。
单位为⽡特/平⽅厘⽶（W/CM2）。
脉冲激光能量参数关系_脉冲激光器的能量换算
脉冲激光能量参数关系_脉冲激光器的能量换算激光器从运行上分为连续激光器和脉冲激光器。
脉冲激光器是指单个激光脉冲宽度小于0.25秒、每间隔一定时间才工作一次的激光器，它具有较大输出功率，适合于激光打标、切割、测距等。
常见的脉冲激光器有固体激光器中的钇铝石榴石（YAG）激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等，还有氮分子激光器、准分子激光器等。
调Q和锁模是得到脉冲激光的两种最常用的技术。
本文首先介绍了脉冲激光器的分类及脉冲激光器的激光级别，其次阐述了脉冲激光能量参数关系及能量换算，最后介绍了常用的脉冲激光器，具体的跟随小编一起来了解一下。
脉冲激光器的分类1、短脉冲激光器2、长脉冲激光器脉冲激光器激光级别第一级：在正常操作情况下，不会产生对人有伤害的光辐射。
第二级：其辐射范围在可见光谱区，其AEL值相当于在第一级产品的辐射中暴露0.25秒时的值。
该级产品需要附加警告标记，进行安全测试。
第三级：分成3a与3b两级。
3a级别对于具有对强光正常躲避反应的人来说，不会对裸眼造成伤害，但是对于通过使用透镜仪器进行观察的情况，就会对人眼造成伤害。
3b级产品包括在200nm至1000000nm范围内的辐射，如果裸眼直视就会造成意外伤害。
对其的管理及控制要比第二级严格。
第四级：AEL在第三级以上，不但在直视时会对人眼造成伤害，在其他情况下也会造成以外伤害。
不但对眼睛，也可能伤及皮肤，甚至引起火灾。
对该类产品要进行严格的管理及控制。
脉冲激光能量参数关系_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：50X1焦耳=50焦耳，所以，平均功率就换算为50瓦。
激光脉冲的平均功率和功率
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：50X1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，
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。
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Pulseenergy：脉冲能量PulseWidth：脉宽PeakPower:峰值功率Rep.Rate：脉冲频率ps：皮秒，10-12Sns：纳秒，10-9SM:兆，106J:焦耳W:瓦
平均功率为：0.14mJX100k=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/cm2X50kHz=0.5MW/cm2其次，再计算峰值功率：10J/cm2/10ns=1000MW/cm2
激光器输出功率与能量
I I I 2I
增益系数饱和作用由烧孔内的光强共同决定
0 G 0) 0 D( GD ( 1 )＝ l I 1 Is
输出功率为：
2 4 ln 2 ( 1 0 ) 2 G0 0 l 2 1 D P ATI ATIs e 1 2
GD ( 0 , I )＝ 4 ln 2 ( 1 0 ) 2 G0 0 l 2 D P ATI ATIs e 1
非均匀加宽单模激光器
当振荡频率等于中心频率时这时腔内平均光强为：
非均匀加宽单模激光器
输出功率在中心频率处有一凹陷，称为 兰姆凹陷
连续或长脉冲激光器的输出功率
激光器的输出功率正比于饱和光强 随激发参数 G0 0 l 的增加而增加
激光器输出功率随泵浦功率线性增加 增加激光器的泵浦功率，工作物质长度， 减少损耗可以增加输出功率
最佳输出透过率
1 2G0 0 l P ATIs 1 2 a T
T 2
1 2G0 0 l P ATIs 1 2 a T
连续或长脉冲激光器的输出功率
另外对于激光有：
G0 0 Pp Gt Ppt
n2 h pV
工作物质吸收的泵浦功 率为：
F h p V 阈值泵浦功率为： Ppt F 21 s l
2 v A21 0 0 0 GH ( 0 ) n n 21 2 2 4 0 H 2
小信号增益为：
连续或长脉冲激光器的输出功率
激光器的输出光强必须增加到更大的光强，才 能满足稳定工作条件
GH ( )
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脉冲激光能量参数关系_脉冲激光器的能量换算
激光器从运行上分为连续激光器和脉冲激光器。
脉冲激光器是指单个激光脉冲宽度小于0.25秒、每间隔一定时间才工作一次的激光器，它具有较大输出功率，适合于激光打标、切割、测距等。
常见的脉冲激光器有固体激光器中的钇铝石榴石（YAG）激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等，还有氮分子激光器、准分子激光器等。
调Q和锁模是得到脉冲激光的两种最常用的技术。
本文首先介绍了脉冲激光器的分类及脉冲激光器的激光级别，其次阐述了脉冲激光能量参数关系及能量换算，最后介绍了常用的脉冲激光器，具体的跟随小编一起来了解一下。
脉冲激光器的分类1、短脉冲激光器
2、长脉冲激光器
脉冲激光器激光级别第一级：在正常操作情况下，不会产生对人有伤害的光辐射。
第二级：其辐射范围在可见光谱区，其AEL值相当于在第一级产品的辐射中暴露0.25秒时的值。
该级产品需要附加警告标记，进行安全测试。
第三级：分成3a与3b两级。
3a级别对于具有对强光正常躲避反应的人来说，不会对裸眼造成伤害，但是对于通过使用透镜仪器进行观察的情况，就会对人眼造成伤害。
3b级产品包括在200nm至1000000nm范围内的辐射，如果裸眼直视就会造成意外伤害。
对其的管理及控制要比第二级严格。
第四级：AEL在第三级以上，不但在直视时会对人眼造成伤害，在其他情况下也会造成以外伤害。
不但对眼睛，也可能伤及皮肤，甚至引起火灾。
对该类产品要进行严格的管理及控制。
脉冲激光能量参数关系_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。