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激光波长功率和亮度的关系

发布时间:2023-03-03

描述一个激光器的技术参数很多,大家听到zui多的就是激光波长,激光功率和激光亮度等三个名词。对于这三者之间的关系,很多人都不太了解,

一、激光波长

学过电子学的都知道无线电的波长,或者说更专业一点的就是电磁波的波长。其实,激光也是一种电磁波,只是激光的波长与无线电波不在一个数量级,它比无线电波短好多个数量级。激光的波长单位通常用nm(1/1000000000米)来度量,而激光又可以分为可见激光和不可见激光两大类。

在用于表演的可见激光内,根据波长的不同又可以分出很多颜色的激光。人眼可以明显区分的可见激光的波长基本上在400nm-700nm之间。激光波长越短,其色彩越偏蓝紫色,直到紫外,人眼就看不见了;而波长越长,其色彩越偏向红色、直到红外,人眼看不见,人眼对波长550-570nm附近的绿、橙、黄的光zui为敏感。所以,在可见光范围内,可以把波长理解为对色彩的一种数字化标识。

人眼对各种不同波长的光有不同的灵敏度,为了研究客观辐射通量对人眼引起的主观感觉的强度之间的关系,首先必须了解人眼对各种波长光的灵敏度。但是,辐射通量使人眼产生亮暗感觉的程度是无法作出定量比较的,幸好人的视觉能相当精 确的判断两种颜色光的亮暗感觉是否相同,所以确定人眼的光谱响应可将各种波长的光引起相同亮暗感觉所需要的辐射通量进行比较,对大量具有正常视力的观察者所做的实验表明,在比较明亮的环境,人眼视觉对λ=555nm左右的黄绿光zui敏感。

设任何一种波长为λ的光和λ=555nm的黄绿光产生同样亮暗感觉所需的辐射通量分别为Pλ和P555,比值V(λ)就称为人眼视见函数。

二、激光功率

与电能一样,激光器发出的光也是一种能源,只是它以光的形成出现。所以激光器的输出功率与发电厂发电机的输出功率一样,是一个度量单位时间内输出能量的物理量纲,其所用的度量单位与电功率一样,也是W(瓦)或毫瓦(mW)。为了理解“激光功率”这个概念,可以这样想象一下:如果有一转换效率为100%的激光与电的能量转换器,那么向这个转换器输入1瓦的电功率,它能就出1W的激光。事实上,现在激光表演普遍采用的DPSS或LD激光器,就是一个典型的电光转换器,只是它的转换效率不到100%,在百分之几到几十而已。并且在不同产家的激光光路设计中也有透镜聚集与镜片反射等上面的功率损耗。

三、激光亮度与激光功率和波长的关系

激光亮度是人眼对激光波长和激光功率的综合主观感觉或描述。测量激光波长有波长仪,测量激光功率有功率计,测量这两个物理量都有客观标准的,经过校整的通用仪器设备。而测量激光亮度只有用你自己的眼睛来看,因为亮不亮,亮多少全凭你自己的眼睛看了以后才能有结论。每一个人的眼睛还略有不同,如果你的眼睛正好对635nm波长的红光色盲,即使别人看了很刺眼的635nm波长的红激光,你看了以后还是觉得很暗,甚至根本就看不出来。

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