峰值功率是一個只有在考慮脈沖激光器時才有用的概念。在連續(xù)波激光器中,波動很小,但基本上可以說連續(xù)波激光器的最小、平均和最大功率是相同的。在脈沖式中,每個小的能量爆發(fā)都被不發(fā)光的停機時間隔開。所以最小功率通常為0W,最大功率在強度達到最大值時達到峰值。
要計算激光束的峰值功率,必須將每個脈沖中的能量除以脈沖持續(xù)時間(也稱為脈沖寬度)。然后,要找到峰值功率密度,只需將峰值功率除以給定距離處的光束橫截面面積即可。此外,如果有人已經知道其激光的平均功率,可以通過將其除以重復率來找到每個脈沖的能量。激光功率密度也是一個會影響材料對其反應的值。
當然,脈沖激光可能會隨著時間的推移累積總能量而損壞表面,但這與它的平均功率有關。由于能量傳輸不是以連續(xù)的方式進行的,因此在每個脈沖期間也可能損壞表面。如果單個脈沖中的能量太高,材料無法在保持其物理完整性的同時吸收和擴散它,就會發(fā)生這種情況。因此,每個脈沖都會從表面的一部分炸開。
但這與它的平均功率有關。由于能量傳輸不是以連續(xù)的方式進行的,因此在每個脈沖期間也可能損壞表面。如果單個脈沖中的能量太高,材料無法在保持其物理完整性的同時吸收和擴散它,就會發(fā)生這種情況。因此,每個脈沖都會從表面的一部分炸開。但這與它的平均功率有關。
由于能量傳輸不是以連續(xù)的方式進行的,因此在每個脈沖期間也可能損壞表面。如果單個脈沖中的能量太高,材料無法在保持其物理完整性的同時吸收和擴散它,就會發(fā)生這種情況。因此,每個脈沖都會從表面的一部分炸開。
峰值功率和峰值功率密度的公式
這些公式描述了理論平頂或完美高斯激光束的行為。在這種情況下,它們代表了在實際條件下可以獲得的值的近似值。此外,有多種方法可用于測量高斯光束的直徑。其原因主要是因為它的理論值只有在半徑達到無窮大時才達到0。
因此,光束將具有無限大的直徑。因此,我們選擇使用使用 1/e2 參數(shù)進行測量的方法。此時,光束直徑約為在高斯函數(shù) (FWHM) 最大值的一半處測得的全直徑的 1.699 倍。在 1/e2 時,它代表總功率的大約 86.5%。請注意,對于平頂光束,公式按原樣使用。