我們常常需要計算激光束的功率密度(功率/面積)。例如,判斷光束是否會損傷光學鏡片或者探測器。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,做這樣的計算會比較復雜,所以您將發現下面的快捷公式很有用:
這里d是激光光斑直徑,單位mm。
如果您對這個公式的起源感興趣,請繼續看下去。否則,用這個公式即可。
要得到這個公式,我們先從容易證實的事實開始。1mm光斑直徑的面積A的倒數為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22或4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4倍,即127 X4,再乘以功率。對任意的光斑尺寸,公式如下:
功率密度= (127/d2 ) × 功率
這里默認光束是均勻分布的。如果光束是高斯分布,就要乘以2,即頁面頂部的公式。(實際上乘法運算值接近255,不是250,但是差別很小,僅有約2%的誤差。我們用250來簡化公式,因為它比255更容易記,更容易心算!)
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