激光峰值功率和平均功率有什么关系

说到底，激光只是把能量从一个地方转移到另一个地方的另一种方式。由于功率是在单位时间内传递的能量的度量，这是激光的普遍参数。然而，如果激光是脉冲的，事情就会变得复杂起来。以前，只有功率和功率密度，现在我们开始看到更多的规格。有脉冲能量、宽度和重复频率，还有两种功率：峰值功率和平均功率。同样的激光平均功率可达10mw，但峰值功率可达10kw !

一、为什么会有两种不同的功率

用每个脉冲的能量除以脉冲宽度(时间)，你会得到峰值功率。这是激光在脉冲期间的功率，如果你不关闭激光而不是脉冲，这将是你wei一的功率规格(就像CW激光)。但是由于激光关闭了一段时间(通常比它打开的时间长得多)，平均功率会更低。考虑平均功率的一个简单方法就是峰值功率乘以占空率。换句话说，就是激光在一个开/关周期内的平均功率。

例如，如果你的激光是10kw，它在1khz下脉冲1ns(换句话说，它的占空比是1/1,000,000或0.0001%)。由于激光关闭时的功率是打开时的100万倍，因此有效平均功率是峰值功率的百万分之一，即10mw。

图1 -平均功率和峰值功率示意图，其中峰值功率为10w，占空系数为20%，平均功率为2w。

二、功率传感器测量激光的关系

如果你正在使用热或光电二极管传感器测量功率，你会发现只有一个规格的zui大功率。那么这指的是哪个呢?

答案是:平均功率。

功率范围和损伤阈值(功率密度)是关于平均功率，而不是峰值功率。但是这并不是说峰值功率对我们的传感器没有影响。它确实会影响他们，但只是间接的。

如果你仔细看激光功率传感器数据表，你会注意到有两个损伤阈值:功率密度和能量密度。与功率密度不同，能量密度通常是一个简单的数字，单位是kW/cm2，而能量密度通常被描述为一个表格，有几个可能的值(单位是J/cm2)。zui大能量密度取决于脉冲宽度，因为脉冲宽度越长，能量被吸收和作为热量消散的时间就越长。我们将其框定为极短脉冲的zui大能量密度降额，但人们也可以很容易地将其视为能量密度的滑动刻度，以确保不超过给定的峰值功率。