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 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

文章来源：南京波长光电科技股份有限公司 王国力

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