能量密度/通量

输入激光的基本光束参数,我们的工具会立即计算出其能量密度。

激光

激光类型

已知参数

光束剖面

光束形状

参数

结果s

光束面积

-

能量密度

-

每个脉冲的能量

-

激光能量密度计算器如何工作?

在脉冲激光当中,光束被分为多个发射峰。所有这些脉冲的能量值都是离散的。与功率密度的计算类似,平均能量密度相当于每个脉冲的总能量除以给定表面上的光束大小。相反,如果您知道激光的平均功率和发射脉冲的速度,就可以确定每个脉冲的能量。由此可以计算出它的能量密度或通量。考虑这个值非常重要,因为尽管激光的平均功率较低,但每个脉冲的能量可能过大,特定目标无法承受。因此,每个脉冲都可能损坏材料。

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能量密度公式

这些公式描述了理论平顶或完美高斯激光束的行为。因此,它们代表了在实际条件下所获得数值的近似值。此外,测量高斯光束的直径有多种方法。其原因主要在于,只有当半径达到无穷大时,其理论值才会为 0。因此,光束的直径将是无限的。由此,我们选择了使用 1/e² 参数测量的方法。此时,光束直径约为高斯函数最大值一半(FWHM)处测量的全直径的 1.699 倍。1/e² 时,其约占总功率的 86.5%。需要注意的是,对于平顶光束,这些公式可以照常使用,但对于高斯光束,这些公式的右边部分需要乘以系数 2。

$$ \text{Energy density} \left(\frac{J}{cm^2}\right) = \frac{\text{Average power}(W)}{\text{Repetition rate}(Hz) \times \text{Beam area}(cm^2)} $$

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$$ \text{Energy density} \left(\frac{J}{cm^2}\right) = \frac{\text{Energy per pulse}(J)}{\text{Beam area}(cm^2)} $$

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