激光器從運行上分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。脈沖激光器是指單個激光脈沖寬度小于0.25秒、每間隔一定時間才工作一次的激光器,它具有較大輸出功率,適合于激光打標(biāo)、切割、測距等。常見的脈沖激光器有固體激光器中的釔鋁石榴石(YAG)激光器、紅寶石激光器、釹玻璃激光器等,還有氮分子激光器、準(zhǔn)分子激光器等。調(diào)Q和鎖模是得到脈沖激光的兩種最常用的技術(shù)。本文首先介紹了脈沖激光器的分類及脈沖激光器的激光級別,其次闡述了脈沖激光能量參數(shù)關(guān)系及能量換算,最后介紹了常用的脈沖激光器,具體的跟隨小編一起來了解一下。
脈沖激光器的分類
1、短脈沖激光器
2、長脈沖激光器
脈沖激光器激光級別
第一級:在正常操作情況下,不會產(chǎn)生對人有傷害的光輻射。
第二級:其輻射范圍在可見光譜區(qū),其AEL值相當(dāng)于在第一級產(chǎn)品的輻射中暴露0.25秒時的值。該級產(chǎn)品需要附加警告標(biāo)記,進(jìn)行安全測試。
第三級:分成3a與3b兩級。3a級別對于具有對強(qiáng)光正常躲避反應(yīng)的人來說,不會對裸眼造成傷害,但是對于通過使用透鏡儀器進(jìn)行觀察的情況,就會對人眼造成傷害。3b級產(chǎn)品包括在200nm至1000000nm范圍內(nèi)的輻射,如果裸眼直視就會造成意外傷害。對其的管理及控制要比第二級嚴(yán)格。
第四級:AEL在第三級以上,不但在直視時會對人眼造成傷害,在其他情況下也會造成以外傷害。不但對眼睛,也可能傷及皮膚,甚至引起火災(zāi)。對該類產(chǎn)品要進(jìn)行嚴(yán)格的管理及控制。
脈沖激光能量參數(shù)關(guān)系_脈沖激光器的能量換算
脈沖激光器的發(fā)射激光是不連續(xù),一般以高重頻脈沖間隔發(fā)射。發(fā)射能量以功的單位焦耳(J)計,即每次脈沖做功多少焦耳。
連續(xù)激光器發(fā)射的能量以功率單位瓦特(W)計量,即每秒鐘做功多少焦耳,表示單位時間內(nèi)做功多少。
瓦和焦耳的關(guān)系:1W=1J/秒。
一臺脈沖激光器,脈沖發(fā)射能量是1焦耳/次,脈沖頻率是50Hz,則每秒鐘發(fā)射激光50次,每秒鐘內(nèi)做功的平均功率為:50X1焦耳=50焦耳,所以,平均功率就換算為50瓦。
再舉例說明峰值功率的計算,一臺綠光脈沖激光器,脈沖能量是0.14mJ/次,每次脈寬20ns,脈沖頻率100kHz,
平均功率為:0.14mJX100k=14J/s=14W,即平均功率為14瓦;
峰值功率是每次脈沖能量與脈寬之比,即
峰值功率:0.14mJ/20ns=7000W=7kW,峰值功率為7千瓦。
要想知道鏡片的脈沖激光損傷閾值是否在承受極限內(nèi),既要計算脈沖激光的峰值功率,也要計算脈沖激光的平均功率,綜合考慮。
如某ZnSe鏡片的激光損傷閾值時是500MW/cm2,使用在一臺脈沖激光器中,脈沖激光器的脈沖能量是10J/cm2,脈寬10ns,頻率50kHz。
首先,計算平均功率:10J/cm2X50kHz=0.5MW/cm2
其次,再計算峰值功率:10J/cm2/10ns=1000MW/cm2
從脈沖激光器的平均功率看,該鏡片是能承受不被損傷的,但從脈沖激光器的峰值功率看,是大于該鏡片的激光損傷閾值的。所以,綜合判斷,該ZnSe鏡片不宜用于此脈沖激光器。
如果有條件,對脈沖激光器鏡片,應(yīng)當(dāng)分別測試平均功率和峰值功率的激光損傷閾值。
Ave.Power:平均功率
Pulseenergy:脈沖能量
PulseWidth:脈寬
PeakPower:峰值功率
Rep.Rate:脈沖頻率
ps:皮秒,10-12S
ns:納秒,10-9S
M:兆,106
J:焦耳
W:瓦
常見的脈沖激光器
1、固體激光器中的釔鋁石榴石(YAG)激光器
2、紅寶石激光器、藍(lán)寶石激光器
3、釹玻璃激光器
4、氮分子激光器、準(zhǔn)分子激光器等。
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