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 2 2 或4 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/d 2 ) × 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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