Вычисление энергии лазерного импульса. Джоулеметр Gentec-EO
Испытываете трудности с вычислением энергии лазерного импульса? Или, может быть, Вы закончили университет несколько десятилетий назад и просто не помните, как это сделать? Не переживайте, мы расскажем об этом ниже.
Расчет энергии лазерных импульсов
Если Вы пытаетесь вычислить количество энергии, которая содержится в ваших лазерных импульсах, Вы либо работаете с импульсным лазером и хотите знать энергию в каждом отдельном импульсе, либо работаете с непрерывным или импульсным лазером, который работает в течении известного и конечного времени.
Не волнуйтесь, в обоих случаях уравнения просты:
Для импульсного лазера Вам нужно будет разделить среднюю мощность вашего лазерного источника на частоту следования импульсов. Спецификации на лазеры обычно предоставляют оба эти параметра, но для лучшей точности их также можно измерить с помощью подходящих инструментов.
Например, измеритель мощности лазерного излучения компании Gentec-EO может использоваться для измерения средней мощности.
Импульсный лазер: Энергия импульса (Джоули) = Средняя мощность (Вт) / Частота следования импульсов (Герц)
Приведем некоторые реальные значения и предположим, что Вы работаете с лазером, который имеет фиксированную выходную мощность 200 Вт и частоту следования импульсов, которую можно регулировать от 20 Гц до 1 кГц. Если Вы установите значение в 20 Гц, мы получим 200 Вт / 20 Гц = 10 Дж на импульс.
Чтобы обеспечить постоянную мощность на выходе в 200 Вт с 20 импульсами, срабатывающими каждую секунду, каждый из ваших импульсов должен содержать 10 Дж энергии.
Если Вы установили частоту 1 кГц (1000 импульсов каждую секунду), то в каждом импульсе мы имеем 200 Вт / 1000 Гц = 0,2 Дж = 200 мДж. При фиксированной средней мощности чем выше частота повторения, тем меньше энергия в импульсе.
Для непрерывного или импульсного лазера, который запускается в течение известного и конечного времени, Вам нужно будет умножить среднюю мощность вашего источника на это время, которое часто называют «Длительность импульса».
Как упоминалось ранее, средняя мощность вашего источника обычно является величиной, указанной в его спецификации.
Что касается времени, в течение которого вы собираетесь запускать лазер, то, по очевидным причинам, спецификация на лазер не знает об этом, кроме случаев, когда лазер заранее запрограммирован на определенную длительность импульса, которую вы можете использовать.
Непрерывный или импульсный лазер: Энергия импульса (Джоули) = Средняя мощность (Вт) * Длительность импульса (Секунды)
Давайте снова используем некоторые реальные значения и предположим, что вы работаете с непрерывным лазером, который выдает мощность излучения 500 Вт. Если вы облучаете этим лазером объект ровно 5 секунд, то у Вас есть 500 Вт * 5 с = 2500 Дж.
Это общее количество энергии, которое Вы направили на этот объект в течение этого длинного импульса.
Другой пример: если ваш 500 Вт лазер имеет запрограммированную длительность импульса 200 мс, это даст Вам 500 Вт * 0,2 с = 100 Дж от общей энергии. Полная энергия может контролироваться путем модуляции ширины / длительности импульса.
Почему вычисление / измерение энергии импульса важно?
Если Вы читаете эту статью о том, как вычислить энергию лазерного импульса, Вам, вероятно, нужно это сделать и, следовательно, лучше знать, почему это важно для Вас!
Для тех, кто читает из любопытства, вот пример реальной жизни: в некоторых медицинских и хирургических применениях импульсные лазеры используются для лечения и разрезания многих типов тканей организма.
Чтобы избежать серьезных повреждений тела (энергия импульса выше, чем требуется), а с другой стороны, избежать неполного или неправильного лечения (энергия импульса ниже, чем требуется), необходимо измерить энергию импульса, чтобы убедиться, что она стабильна в области желаемой зоны облучения.
Это обеспечит безопасность и эффективность лечения.
Что гораздо лучше, чем вычисление энергии Вашего лазерного импульса?
Ответ прост, измерьте ее с помощью лазерного джоулеметра Gentec-EO!
Если Вы рассчитаете энергию импульса с использованием средних значений мощности и частоты следования импульсов, то получите приблизительно реальное значение (которое действительно выдает Ваш лазер), но отличие данной цифры от реальной скорее всего все же будет значительным. Почему?
Основная причина проста. Ваш лазер не обязательно выводит точную среднюю мощность, записанную в его спецификации. То же самое и с частотой следования импульсов.
Кроме того, средняя мощность лазера может значительно меняться со временем при старении лазера. Те значения характеристик, которые вы получаете в первый день использования лазера, могут быть намного больше, чем те, что Вы получите через пять лет.
Вы можете избежать всей этой неопределенности, непосредственно измеряя энергию импульсов с помощью джоулеметра. Это даст Вам максимально возможную точность. Компания Gentec-EO предлагает широкий спектр пироэлектрических, фотодиодных и термопарных детекторов для различных применений и характеристик лазера.
Если Вы ищите лучший джоулеметр Gentec-EO для Ваших нужд, Вы можете напрямую связаться с нами или посетить нашу страницу измерителей лазерной энергии.
Вы видите, что расчет энергии лазерных импульсов не так уж и сложен!
