飞秒激光器功率密度怎么计算？
发布时间：2021-02-20 11:10
飞秒激光器是20世纪以来，在科技领域中继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，堪称新时代的“四大发明”之一。飞秒激光器功率密度怎么计算？自1917年爱因斯坦提出了一整套受激辐射放大理论，直到1960年第一台激光器才正式问世。当然这其中经历了很多的曲折，但是自诞生之日开始，由于激光一系列优异的特性，人们就预言到了激光将对人类文明产生深远的影响。
飞秒激光器产生的条件：需要形成粒子数反转。那么当粒子数反转超过一定值后，就会形成振荡，产生激光。当激光发射以后，上能级粒子数就消耗掉了，所以振荡就停止了，直到下一次粒子数累积后再反转（专业术语：弛豫振荡）。
目前，激光应用已经遍及物理学、天文学、生物医学、工业制造、通信、军事等领域。小到一支激光笔，大到美国国家点火装置（NIF）、中国的神光（SG）系列装置都是用来产生特定激光的激光器。飞秒激光器价格行情走势已经在上一篇文章中详细介绍了，这里不再赘述。
一、激光功率密度=输出功率/光斑面积。由此就可以计算出功率密度了。
二、飞秒激光器功率密度怎么计算？
首先，需要测量光斑的大小对于光斑直径的测量，一般有套孔法、刀口法、激光轮廓分析仪（CCD）测量等。
1、套孔法：由于实验上很难做到孔与光束同心，因而精确度难保证。
2、激光轮廓分析仪（CCD）测试：可保证测量结果的精确度，软件界面中光斑直径可提供四种计量方法的测试结果，其中最广泛使用的是以峰值的13.5%（1/e2）为边界的定义方法，这种测试方法虽然精度高，但对于高功率的激光器，CCD存在饱和现象，如用衰减器，可能会引起光束畸变。
3、刀口法：是测量高功率激光器光斑直径较理想的方法。取待测激光透过刀口边缘光功率占总功率10%的刀口位置坐标x1，取待测激光透过刀口边缘光功率占总功率90%的刀口位置坐标x2，光斑直径=1.561×|x1-x2|（其中1.561是拟合值）。
三、用直尺或人眼测量可见光的光斑直径时，为什么得到的激光光斑直径要比使用专业的光斑轮廓分析仪测得的光斑直径要大？——这是因为激光能量强且集中，作用到物体上会有一定发散，而使用光斑轮廓分析仪测量，常用峰值强度的（13.5%）点处的光斑直径作为测量结果，所以得到的测量结果会相对小。
飞秒激光器功率密度怎么计算？飞秒激光器的能量换算
飞秒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。
一台飞秒激光器，飞秒发射能量是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，一台飞秒脉冲激光器，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；
峰值功率是每次飞秒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。
