Puissance moyenne et densité de puissance
Convertissez la puissance et l'énergie moyennes du laser par impulsion en densité de puissance/irradiance moyenne et en puissance moyenne avec ce calculateur en ligne. Fonctionne pour les profils de faisceaux gaussiens et plats.
Comment fonctionne le calculateur de puissance moyenne et de densité de puissance ?
La relation entre la puissance moyenne, la densité de puissance (irradiance) et la taille du faisceau se résume à une seule chose : qu'arrivera-t-il à la surface à l'extrémité réceptrice de votre laser au fil du temps. Pour un laser à onde continue, la puissance moyenne est déjà connue, mais pour un laser pulsé, il faut multiplier l'énergie de chaque impulsion par le nombre d'impulsions par seconde. Lorsque le faisceau a la forme "top-hat", la puissance est répartie uniformément sur la surface. Cela signifie que la densité de puissance est simplement la puissance moyenne divisée par la taille de la section transversale du faisceau. La densité de puissance est donc inversement proportionnelle à la taille du faisceau. Dans le cas où la distribution de l'intensité de puissance d'un faisceau laser est décrite comme une fonction gaussienne tridimensionnelle (faisceau gaussien), sa densité de puissance au centre est le double de celle que l'on pourrait attendre d'un faisceau circulaire en forme "top-hat" de diamètre égal à 1/e². Dans les deux cas, le faisceau présente une certaine divergence (voir notre calculateur de divergence). Cela implique que vous pouvez moduler l'irradiance ou la densité de puissance moyenne sur une surface en la rapprochant ou en l'éloignant de la source du faisceau laser.
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Formules
Les formules de puissance moyenne du laser décrivent le comportement d'un faisceau laser théorique à sommet plat ou d'un faisceau laser gaussien TEM₀₀ parfait. En cela, elles représentent une approximation des valeurs que l’on obtiendrait en conditions réelles. En outre, il existe plusieurs méthodes que l’on peut utiliser pour mesurer le diamètre d’un faisceau gaussien. La raison en est principalement que sa valeur théorique n’atteint 0 que lorsque le rayon atteint l’infini. Le diamètre du faisceau serait donc infini. Nous avons donc choisi d'utiliser la méthode où elle est mesurée à l'aide du paramètre 1/e². À ce stade, le diamètre du faisceau est environ 1,699 fois le diamètre total mesuré à la moitié du maximum d'une fonction gaussienne (FWHM). A 1/e², elle représente environ 86,5% de la puissance totale. Notez que, pour un faisceau à sommet plat, les équations sont utilisées telles quelles, mais pour un faisceau gaussien, il existe un facteur 2 qui multiplie la partie droite de ces équations.
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