脉冲激光的参数换算

连续激光器发射的能量以功率单位瓦特(W)计量，即每秒钟做功多少焦耳，表示单位时间内做功多少。

脉冲激光器的发射激光是不连续，一般以高重频脉冲间隔发射。发射能量以功的单位焦耳(J)计，即每次脉冲做功多少焦耳。

瓦和焦耳的关系：1W=1J/s。

上图中，

P_peak为峰值功率；

P_avg为平均功率；

τ为脉宽；

f为重复频率；

Δt为脉冲周期；

Δ为占空比；

E为脉冲能量；

 （1）    脉冲周期和重复频率互为倒数。

（2）占空比Δ：

（3）脉冲能量与平均功率的关系：

（4）脉冲能量与峰值功率的关系：

（5）峰值功率与平均功率的关系：

计算例1：

一台脉冲激光器，脉冲发射能量是1焦耳/次，脉冲频率是50Hz，则每秒钟发射激光50次，每秒钟内发射的能量为50X1焦耳=50焦耳，所以，平均功率就为50瓦。

计算例2：

一台绿光脉冲激光器，脉冲能量是0.14mJ/次，每次脉宽20ns,脉冲频率100kHz，

平均功率为：0.14mJX 100kHz=14J/s=14W，即平均功率为14瓦；

峰值功率是每次脉冲能量与脉宽之比，即

峰值功率：0.14mJ/20ns=7000W=7kW,峰值功率为7千瓦。

计算例3：

ZnSe镜片的激光损伤阈值时是500MW/cm2, 使用在一台脉冲激光器中，脉冲激光器的脉冲能量是10J/cm2，脉宽10ns，频率50kHz。

（1）计算平均功率：10J/cm2 X 50kHz =0.5MW/cm2

（2）计算峰值功率：10J/cm2/ 10ns = 1000MW/cm2

从脉冲激光器的平均功率看，该镜片是能承受不被损伤的，但从脉冲激光器的峰值功率看，是大于该镜片的激光损伤阈值的。所以，综合判断，该ZnSe镜片不宜用于此脉冲激光器。