有沒有想過一個(gè)激光脈沖由多少個(gè)光子組成?由于脈沖寬度、每個(gè)脈沖的能量和波長(zhǎng)都會(huì)影響結(jié)果。因此，這取決于很多因素，尤其是激光本身。因此，下面將會(huì)提供一些大概的數(shù)字，并且還將展示如何為激光設(shè)置計(jì)算這些值。

一、數(shù)字背后的數(shù)學(xué)

如果一個(gè)裝滿蘋果的籃子，你能猜出里面有多少個(gè)蘋果嗎?如果告訴你一個(gè)蘋果的重量和籃子的重量，你能算出籃子里有多少個(gè)蘋果嗎?找出一個(gè)脈沖中有多少個(gè)光子是同一回事!通過將脈沖的總能量除以脈沖內(nèi)一個(gè)光子的能量，我們可以得出光子的數(shù)量。真正的問題是如何找到脈沖的能量和光子的能量。

找到單個(gè)光子能量非常簡(jiǎn)單，因?yàn)檎嬲枰奈ㄒ恍畔⑹羌す獾牟ㄩL(zhǎng)。馬克斯·普朗克(Max Planck)提出了著名的關(guān)系式 E=hν，我們可以在其中代入 ν = c/λ。(其中 h 是普朗克常數(shù)，c 是光速，ν是光子頻率， λ 是光子波長(zhǎng)。)現(xiàn)在我們有了光子能量，是時(shí)候找出脈沖的總能量了。要自己確定總能量，將需要一個(gè)能量計(jì)。

我們是Ophir激光功率和能量計(jì)代理，可以提供各個(gè)型號(hào)的能量計(jì)。Ophir PD300是一款通用型光電二極管激光測(cè)量傳感器，配備旋轉(zhuǎn)座及可拆卸式濾光片，具有10x10mm孔徑。未裝配濾光片時(shí)，其光譜范圍為350 - 1100nm，功率測(cè)量范圍為500pW - 30mW。裝配濾光片時(shí)，其光譜范圍為430nm - 1100nm，功率測(cè)量范圍為200μW - 300mW。

二、那么超短脈沖呢?

原理保持不變，但如果我們希望激光脈沖包含盡可能少的光子，我們的目標(biāo)有兩點(diǎn)。首先，脈沖能量低。其次，每個(gè)光子具有盡可能多的能量。這意味著可能的最短波長(zhǎng)。根據(jù)普朗克方程，會(huì)明白光子的能量與其波長(zhǎng)成反比。

回到蘋果和籃子的例子，為了在給定的籃子中放入最少的蘋果，目標(biāo)是獲得盡可能小的籃子和最大的蘋果。最終，在一個(gè)很小的籃子里得到了一個(gè)蘋果。然而，當(dāng)涉及脈沖激光時(shí)，如果期望每個(gè)脈沖達(dá)到 1 個(gè)光子，那么最終可遠(yuǎn)離目標(biāo)。

三、高功率脈沖

首先，我們使用 E = hc/λ 求出一個(gè) 1030 nm 光子的能量：E = (6.63 * 10 -34 Js) x (3 * 10 8 m/s) / (1030 * 10 -9 m) = 1.93 * 10 -19 J將一個(gè)脈沖的總能量(145焦耳)除以該值，我們發(fā)現(xiàn)HiLASE激光器的一個(gè)脈沖包含多達(dá)7.5 * 10 20個(gè)光子。那是 750 000 000 000 000 000 000 個(gè)光子，即七百五十億!