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計(jì)算功率密度的快捷方式
更新時(shí)間:2020-08-21   點(diǎn)擊次數(shù):5954次

計(jì)算功率密度的快捷方式

我們常常需要計(jì)算激光束的功率密度(功率/面積)。例如,判斷光束是否會(huì)損傷光學(xué)鏡片或者探測(cè)器。通常功率密度表示為W/cm2 的形式,但是,激光束通常用毫米mm表示,做這樣的計(jì)算會(huì)比較復(fù)雜,所以您將發(fā)現(xiàn)下面的快捷公式很有用:

 

這里d是激光光斑直徑,單位mm。

 

如果您對(duì)這個(gè)公式的起源感興趣,請(qǐng)繼續(xù)看下去。否則,用這個(gè)公式即可。

要得到這個(gè)公式,我們先從容易證實(shí)的事實(shí)開(kāi)始。1mm光斑直徑的面積A的倒數(shù)為127cm-2

1/A = 127cm-2 (1mm直徑的光斑)

 

要得到1mm直徑的光斑的功率密度,必須將功率(W)乘以127cm-2

功率密度 (1mm光斑) = 127 × 功率

 

如果光斑直徑是2mm,那么功率密度將下降224倍。因此將127除以4,再乘以功率。如果光斑直徑是0.5mm,那么功率密度將增長(zhǎng)4倍,即127 X4,再乘以功率。對(duì)任意的光斑尺寸,公式如下:

功率密度= (127/d2 ) × 功率

 

這里默認(rèn)光束是均勻分布的。如果光束是高斯分布,就要乘以2,即頁(yè)面頂部的公式。(實(shí)際上乘法運(yùn)算值接近255,不是250,但是差別很小,僅有約2%的誤差。我們用250來(lái)簡(jiǎn)化公式,因?yàn)樗?/span>255更容易記,更容易心算!)

 

 

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