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光束分析仪损伤计算器 V1.0

产品和激光参数

易损部件参数

计算结果

易损部件:未知

激光脉宽:0 ns

光束直径:0.00 mm

功率密度:0.00 W/cm²

能量密度:0.00 J/cm² (0.00% of max)

10 ns等效能量密度:0.00 J/cm²

光束传输与光斑分布

聚焦光斑

易损位置光斑

计算说明

-

本计算器基于高斯光束传输理论,计算激光在光束分析仪中的传输特性及损伤风险。

1. 高斯光束传输公式

高斯光束半径随传输距离的变化:

w(z) = w₀ × √[1 + (M² × (z - z₀)/zR)²]

其中:

  • w(z): 距离束腰位置z处的光束半径
  • w₀: 束腰半径 (输入束腰直径的一半)
  • z₀: 束腰位置 (本计算中设为0)
  • zR: 瑞利范围 = πw₀²/λ
  • M²: 光束质量因子 (理想高斯光束M²=1)

2. 功率/能量密度计算

功率密度公式:

Pdensity = 2 × P / (π × w(z)²) [W/cm²]

能量密度公式:

Edensity = 2 × E / (π × w(z)²) [J/cm²]

注意:M²因子会降低损伤阈值,实际最大承受值需乘以M²²

3. 脉宽换算成10 ns等效能量密度

激光损伤阈值通常随脉宽呈平方根关系变化,即损伤阈值 ∝ √(脉宽)。为了便于与标准10 ns条件下的损伤阈值比较, 将不同脉宽下的能量密度转换为10 ns等效能量密度。换算公式为:

E10ns = Edensity × √(10 / 脉宽)

【注:当激光脉宽低于20 ps(0.02 ns)时,该转换公式不适用】

当实际脉宽大于10 ns时,等效能量密度较低;当脉宽小于10 ns时,等效能量密度较高,从而更准确地反映实际工作条件下的损伤风险。