激光切割功率与能量

激光功率与能量是表明激光有无和强弱的两个相互关联的名词。
(1)脉冲激光器单脉冲能量:脉冲激光器以重复频率发射激光,激光强弱以每个激光脉冲做功的能量大小来度量比较直观和方便,单位是焦耳(J),即每个脉冲做功多少焦耳。
(2)连续激光器功率:连续激光器连续发光,激光强弱以每秒钟做功多少焦耳来度量比较直观和方便,单位是瓦特(W),即单位时间内做功多少。
(3)激光功率与能量换算:瓦和焦耳的关系是1W=1J/s,所以激光功率与能量是可以相互换算的。
例如,一台脉冲激光器,单次脉冲能量是1J,重复频率是50Hz(即每秒钟发射激光50次),每秒钟做功的平均功率为501J=50J,平均功率就可以换算为50W。 对脉冲激光器而言,计算每个激光脉冲的峰值功率更有实际意义,它是每次脉冲能量与激光脉宽之比。 例如,一台脉冲激光器,脉冲能量是0.14mJ10=14mJ/次,重复频率是100kHz(即每秒钟发射激光10次),每秒钟做功的平均功率为0.14mJ10=14J,平均功率为14W。若脉宽为20ns,峰值功率为0.14mJ/20ns=7000W,可以看出,脉冲激光器的峰值功率要比平均功率大得多。 在激光加工设备的制造和使用中,有时既要计算脉冲激光的峰值功率,也要计算脉冲激光的平均功率。 例如,某台脉冲激光器所使用的ZnSe镜片算上阈值是500MW/cm,脉冲激光器脉冲能量是10J/cm,脉宽10ns,重复频率为50kHz,平均功率密度为10J/cm50kHz=0.5MW/cm,峰值功率密度为10J/cm/10ns=1000MW/cn,从激光器的平均功率看,该镜片是不会损伤的,但从峰值功率看是大于改镜片的激光损伤阈值的,所以镜片不能用于此脉冲激光器。

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