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计算功率密度的快捷方式
发布时间:2020-08-21   点击次数:71次

计算功率密度的快捷方式

我们常常需要计算激光束的功率密度(功率/面积)。例如,判断光束是否会损伤光学镜片或者探测器。通常功率密度表示为W/cm2 的形式,但是,激光束通常用毫米mm表示,做这样的计算会比较复杂,所以您将发现下面的快捷公式很有用:

 

这里d是激光光斑直径,单位mm。

 

如果您对这个公式的起源感兴趣,请继续看下去。否则,用这个公式即可。

要得到这个公式,我们先从容易证实的事实开始。1mm光斑直径的面积A的倒数为127cm-2

1/A = 127cm-2 (1mm直径的光斑)

 

要得到1mm直径的光斑的功率密度,必须将功率(W)乘以127cm-2

功率密度 (1mm光斑) = 127 × 功率

 

如果光斑直径是2mm,那么功率密度将下降224倍。因此将127除以4,再乘以功率。如果光斑直径是0.5mm,那么功率密度将增长4倍,即127 X4,再乘以功率。对任意的光斑尺寸,公式如下:

功率密度= (127/d2 ) × 功率

 

这里默认光束是均匀分布的。如果光束是高斯分布,就要乘以2,即页面顶部的公式。(实际上乘法运算值接近255,不是250,但是差别很小,仅有约2%的误差。我们用250来简化公式,因为它比255更容易记,更容易心算!)

 

 

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