Как найти длительность импульса: Расчёт скважности и длительности импульсов

Что такое скважность импульсов и как её определить

Онлайн калькуляторы перевода длительности импульсов в скважность и, наоборот –
скважности в длительность

Электрические сигналы, которые имеют только 2 допустимых состояния (низкого уровня – «0» или высокого уровня – «1») называются импульсными. Одним из важных параметров периодического импульсного процесса является скважность импульсов.

Скважность (S) – это безразмерная величина, характеризующая некоторые свойства периодического импульсного сигнала.
Рассчитывается значение скважности – как отношение его периода повторений (Т) к длительности импульса (tи).
Длительностью импульсного сигнала считается временной интервал высокого (по отношению к показателю основания импульса) уровня напряжения (Рис.1).

Поскольку длительность импульса не может превышать его период, то, как следует из определения, значение скважности всегда должно быть больше единицы!

Если длительность импульса равна половине периода, то скважность равна двум, а сам такой сигнал является симметричным и называется меандром.

Рис.1 Форма импульсного сигнала и примеры импульсов различной скважности

Иногда в радиотехнике используется величина, обратная скважности, называемая коэффициентом заполнения (D).
Таким образом, для импульсного сигнала справедливы следующие простейшие соотношения:

S = T/t_имп ;
D = 1/S = t_имп/T ;
T = t_имп + t_паузы ;
F = 1/T ,

где S – это скважность импульсов, D – коэффициент заполнения, Т – период, t_имп – длительность высокого (положительного) уровня импульса,

t_паузы – длительность низкого (отрицательного) уровня.

Сдобрим пройденный материал парой незамысловатых онлайн калькуляторов.

ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА ПО ЧАСТОТЕ И СВАЖНОСТИ

Частота колебаний (F)		ГцкГц   (10³ Гц) МГц   (10⁶ Гц)  ГГц   (10⁹ Гц)
Скважность (S > 1)
Период (Т)
Длительность импульсов (tимп)
Длительность паузы (tпаузы)

А теперь для тех, кто измерил длительности импульсов – всё то же самое, только наоборот:

ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА СКВАЖНОСТИ ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА

Длительность импульсов (tимп)		секмсек  (10⁻³ сек)мксек  (10⁻⁶ сек)нсек  (10⁻⁹ сек)
Длительность паузы (tпаузы)		секмсек  (10⁻³ сек)мксек  (10⁻⁶ сек)нсек  (10⁻⁹ сек)
Период (T)
Частота (F)
Скважность (S)

 

Основы радиолокации — Частота повторения импульсов

Частота повторения импульсов

время передачи
или длительность
импульса τ

Следующий
зондирующий
импульс

Тестовые
импульсы

Эхо-сигнал

интервал приема

интервал
покоя

Время повторения импульса (PRT)
или период повторения импульса (PRP)

Рис. 1: Временные этапы периодов работы радиолокатора

время передачи
или длительность
импульса τ

Следующий
зондирующий
импульс

Тестовые
импульсы

Эхо-сигнал

интервал приема

интервал
покоя

Время повторения импульса (PRT)
или период повторения импульса (PRP)

Рис. 1: Временные этапы периодов работы радиолокатора

Частота повторения импульсов

Частота повторения импульсов (англ.: Pulse Repetition Frequency PRF ) — это количество импульсов, которые формируются передатчиком в единицу времени, обычно — в секунду.

Радиолокатор излучает каждый импульс на несущей частоте в течение времени передачи (или длительности импульса τ), ожидает возврата эхо-сигналов в течение времени «слушания» или интервала приема и затем излучает следующий импульс (что показано на Рисунке 1). Время между началом одного импульса и началом следующего импульса называется периодом повторения (иногда — следования) импульсов или межимпульсным интервалом (англ. : Pulse Repetition Time PRT  или Pulse Repetition

Period PRP ). Период повторения импульсов есть величина, обратная частоте повторения импульсов, то есть:

PRT =	1	(1)
	PRF

Интервал приема

В общем смысле, интервал приема — это интервал времени между излучаемыми импульсами. Интервал приема всегда меньше чем разность между периодом повторения импульсов и длительностью импульса. Он иногда ограничивается так называемым интервалом покоя, в течение которого приемник уже выключен непосредственно перед следующим излучаемым импульсом.

В некоторых радиолокаторах между излучаемым импульсом и интервалом приема существует короткий интервал времени, соответствующий времени восстановления антенного переключателя.

В течение этого времени антенный переключатель исключает проникновение излучаемых импульсов большой мощности в приемник. В случае очень низкой излучаемой мощности необходимости в этом нет и прием эхо-сигналов может происходить уже во время излучения. В таких случаях интервал приема включает в себя время излучения.

следующая пачка

пачка
(состоящая здесь из
четырех импульсов)

общий интервал покоя

Рисунок 2. Режим излучения пачек для импульсного радиолокатора

следующая пачка

пачка
(состоящая здесь из
четырех импульсов)

общий интервал покоя

Рисунок 2. Режим излучения пачек для импульсного радиолокатора

Интервал покоя

Если интервал приема заканчивается еще до момента излучения следующего импульса, то промежуток между ними называют интервалом покоя. Как правило, в современных радиолокаторах в этом промежутке времени выполняются циклы тестирования.

Для радиолокаторов, использующих фазированные антенные решетки, такой интервал покоя является критически необходимым. В это время фазовращатели антенны должны быть перепрограммированы для подготовки к переносу луча антенны в следующее требуемое направление. Эта операция может занимать до 200 мкс, поэтому в таких случаях интервал покоя принимает довольно большие значения по сравнению с интервалом приема. В течение этого интервала покоя приемник уже выключен поскольку во время перепрограммирования антенны не может выполняться прием эхо-сигналов.

Поскольку в течение интервала покоя в любом случае не могут быть обработаны никакие реальные данные, то это время используется для выполнения внутренних процедур тестирования в модулях приемного тракта. Это делается для проверки состояния определенных электронных цепей и, в случае необходимости, их регулировки. Для этого генерируются сигналы с известными параметрами. Такие сигналы поступают в приемный тракт и их обработка в отдельных модулях контролируется. Для того, чтобы отметки этих сигналов не появлялись на индикаторе видеопроцессор отключает эти сигналы.

При необходимости, по результатам тестирования модули приемника могут быть автоматически перенастроены и сформировано детализированное сообщение об ошибке.

Режим излучения пачек импульсов

Распределение длительности интервала покоя не должно быть равномерным. Для этого могут излучаться один за другим несколько импульсов, каждый из которых имеет короткий интервал приема до начала интервала покоя. Например, если в течение нескольких периодов импульсы излучаются в одном направлении (как это необходимо для обработки пары импульсов или для обнаружения движущейся цели), тогда интервал покоя не является необходимым. Это положительно влияет на бюджет времени радиолокатора. Кроме этого, в течение более короткого времени случайное нежелательное изменение фазы генерируемого сигнала маловероятно. Поэтому радиолокатор будет более точным при измерении дальности.

Одновременно с этим в таком режиме частота повторения импульсов намного выше, чем в обычном режиме. Благодаря этому увеличивается однозначно определяемая скорость (смотри Противоречие Допплера).

Режим излучения пачек импульсов в основном используется в дидактических (учебных) радиолокаторах. В таких радиолокаторах не требуется большого интервала приема из-за коротких расстояний в лабораторных помещениях. Однако им требуется более длительный интервал покоя для передачи данных об эхо-сигналах по относительно узкополосному последовательному интерфейсу на компьютер. Например, они передают только 10 импульсов в секунду, что соответствует средней частоте повторения импульсов 10 Гц. Эти десять импульсов передаются, но в течение 200 микросекунд. Для расчета однозначной допплеровской частоты это соответствует частоте повторения импульсов 50 кГц. Последующее время покоя составляет почти целую секунду. В течение этого времени данные передаются по интерфейсу USB со скоростью 280 Мбит/с.

Длительность импульса

, поясняется энциклопедией RP Photonics; ширина импульса, длина, измерение, автокоррелятор, стрик-камера, пикосекунда, фемтосекунда

“> Домашний	Викторина	Руководство покупателя
Поиск	Категории	Глоссарий	Реклама

Прожектор фотоники

“> Учебники

Показать статьи A-Z

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

.

Список поставщиков устройств измерения длительности импульса

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Обратитесь в RP Photonics за советом о том, какой лазерный источник лучше всего подходит для генерации импульсов с заданными параметрами, или о том, как охарактеризовать оптические импульсы.

Длительность световых импульсов (также называемая ширина импульса или длительность импульса ) может варьироваться в огромном диапазоне:

• Путем модуляции источника непрерывного излучения, например, с помощью электрооптического модулятора, можно генерировать импульсы длительностью от нескольких десятков пикосекунд до произвольно больших значений.
• Переключение усиления напр. лазерных диодов приводит к импульсам длительностью до нескольких наносекунд или даже до нескольких сотен пикосекунд.
• Длительность импульса от лазеров с модуляцией добротности обычно варьируется от 100 пс до сотен наносекунд.
• Лазеры с синхронизацией мод могут генерировать импульсы длительностью от ≈ 5 фс до сотен пикосекунд.
• Генерация высоких гармоник позволяет формировать одиночные аттосекундные импульсы или последовательности аттосекундных импульсов с длительностью импульсов в несколько сотен аттосекунд или даже менее 100 ас.

Вот обзор распространенных префиксов:

• 1 мс (миллисекунда) = 10 ⁻³   с
• 1 мкс (микросекунда) = 10 ⁻⁶   с
• 1 нс (наносекунда) = 10 ⁻⁹   с
• 1 пс (пикосекунда) = 10 ⁻¹²   с
• 1 фс (фемтосекунда) = 10 ⁻¹⁵   с
• 1 ас (аттосекунда) = 10 ⁻¹⁸   с

Определение длительности импульса

На самом деле существуют разные определения длительности импульса:

• Наиболее часто используемое определение основано на полной ширине на полувысоте (FWHM) оптической мощности в зависимости от времени. Это не чувствительно к некоторым слабым пьедесталам, как это часто наблюдается при световых импульсах.
• Для расчетов, касающихся солитонных импульсов, обычно используется параметр длительности τ, который приблизительно равен длительности на полувысоте, деленной на 1,76, поскольку тогда временной профиль интенсивности может быть описан как постоянное время sech ² ( t  / τ).
• Для сложных профилей пульса более подходящим является определение, основанное на втором моменте временного профиля интенсивности. При этом возможные пьедесталы существенно увеличивают полученную длительность импульса.
• В частности, в контексте повреждений, вызванных лазером, иногда используется эффективная длительность импульса , которая определяется как энергия импульса, деленная на пиковую мощность.

В частности, в случаях со значительным пьедесталом импульса различные методы могут привести к существенно разным значениям длительности импульса.

Произведение Время-Пропускная способность

Произведение длительности импульса и спектральной полосы называется произведением времени на ширину полосы . Как правило, он рассчитывается с использованием значений длительности и ширины полосы на полувысоте (см. выше). Он не может быть значительно меньше ≈ 0,3, в зависимости от формы импульса и точного определения длительности импульса и ширины полосы. Это означает, что, например. импульс длительностью 10 фс должен иметь ширину полосы как минимум порядка 30 ТГц, а аттосекундные импульсы имеют такую ​​большую ширину полосы, что их центральная частота должна быть значительно выше частоты любого видимого света.

См. также статью о пределе трансформаций.

Измерение длительности импульса

Длительность импульса примерно до 10 пс можно измерять с помощью самых быстрых доступных фотодиодов в сочетании с осциллографами с быстрой дискретизацией. Для измерения коротких импульсов можно использовать стрик-камеры.

Другим подходом является оптическая выборка (или взаимная корреляция) с использованием другого источника, генерирующего еще более короткие эталонные импульсы. Однако в большинстве случаев используются оптические автокорреляторы, не требующие опорных импульсов.

Обратите внимание, что существуют также такие методы, как FROG или SPIDER (→  спектрально-фазовая интерферометрия ), которые можно использовать для получения гораздо большего объема информации об импульсах, чем, например, только длительность и энергия импульса; см. статью о характеристике пульса.

Пространственная ширина импульса

Пространственная ширина импульса в направлении распространения определяется произведением групповой скорости на временную ширину импульса. Несмотря на высокую скорость света, ультракороткие импульсы также могут быть очень короткими в пространственной области. В то время как, например. импульс длительностью 1 нс по-прежнему имеет длину ≈ 30 см в воздухе, самые короткие импульсы, которые могут быть сгенерированы непосредственно с помощью лазера, — длительностью примерно 5 фс — имеют пространственную длину всего 1,5 мкм в воздухе или вакууме. Это соответствует всего нескольким длинам волн или, по времени, нескольким оптическим циклам ( несколько импульсов ).

В качестве поперечных размеров, характеризуемых, например, с радиусом луча, как правило, намного больше, импульсы с несколькими циклами можно представить себе как световые пули в форме блинов. Этот аспект важен; это объясняет, например. почему кажущаяся длительность импульса, измеренная с помощью автокоррелятора интенсивности, может быть увеличена, когда этот измерительный прибор включает в себя импульсы, пересекающие друг друга под некоторым значительным углом.

Эффекты, которые могут повлиять на длительность импульса

В то время как импульсы длительностью в наносекунды и более почти не изменяют длительность импульса при распространении даже на большие расстояния, ультракороткие импульсы чувствительны к различным эффектам: применение дисперсии противоположного типа (→ компенсация дисперсии ).

Оптические нелинейности часто не влияют напрямую на длительность импульса, но могут, например, расширяют оптический спектр, что делает импульсы более чувствительными к хроматической дисперсии при последующем распространении.

Любой тип оптического фильтра, включая усиливающую среду с ограниченной полосой усиления, может влиять на ширину спектра или форму ультракоротких импульсов. Когда ширина спектра уменьшается, это может привести к временному расширению; однако бывают случаи, когда сильно чирпированные импульсы становятся короче при уменьшении ширины их спектра.

В установившемся режиме работы лазера с синхронизацией мод циркулирующие импульсы испытывают различные эффекты, влияющие на длительность импульса, но эти эффекты уравновешены, так что длительность импульса восстанавливается после каждого прохода туда и обратно. В некоторых фемтосекундных лазерах длительность импульса претерпевает существенные изменения при каждом обходе резонатора.

Пространственно-временные эффекты

Определение и измерение длительности импульса значительно усложняются в случаях, когда пространственные и временные свойства импульса связаны друг с другом. Примером может служить явление наклона фронта импульса, когда локально измеренная длительность импульса может быть меньше длительности, основанной на всем профиле луча.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 24 поставщика устройств для измерения длительности импульса. Среди них:

Sphere Ultrafast Photonics

d-shot — это компактная система для комплексного определения характеристик сверхбыстрых лазерных импульсов, включая измерение длительности импульса. Он поддерживает оптические спектры, соответствующие длительности импульсов около 10–70 фс, и работает с частотой повторения импульсов в диапазоне от субгерц до сотен кГц или даже МГц. Подключение лазерного луча к d-снимку легко достигается менее чем за пять минут, а полное измерение (включая извлечение) обычно занимает менее 10 с.

Интуитивность трассировки d-shot обеспечивает мгновенную визуальную обратную связь для оптимизации вашего источника. Эта система d-shot является практичным инструментом для настройки и оптимизации вашего компрессора или формирователя импульсов в режиме реального времени.

D-цикл — это версия для самых требовательных сверхбыстрых импульсов, вплоть до сверхширокополосных спектров и одиночных импульсов (от менее 3 фс до 12 фс) длительностью импульса.

Femtochrome Research

Femtochrome Research предлагает различные автокорреляторы для точного измерения длительности импульса. Особенностями являются высокий динамический диапазон, высокое временное разрешение и очень большой диапазон сканирования.

Fastlite

Продукты Wizzler обеспечивают высококонтрастные и однократные измерения спектральной фазы и интенсивности почти сжатых сверхбыстрых лазерных импульсов. Они чрезвычайно просты в установке и эксплуатации и стали справочным инструментом для сообщества пользователей, занимающихся лазерной физикой высокой интенсивности. Основанный на запатентованном методе спектральной интерферометрии с собственной ссылкой (SRSI), Wizzler также легко комбинируется с нашим формирователем импульсов Dazzler для автоматической оптимизации сжатия импульсов сверхбыстрых усилителей.

Femto Easy

Femto Easy предлагает два различных типа очень компактных и удобных автокорреляторов для определения характеристик сверхкоротких импульсов:

• Автокоррелятор ROC является однократным автокоррелятором, поэтому для измерения его длительности требуется только один импульс. Он очень компактен и чрезвычайно удобен в использовании. Он охватывает широкий диапазон энергий импульсов от нескольких сотен пикоджоулей до нескольких миллиджоулей и длительностей от 5 фс до 10 пс.
• Автокоррелятор MS-ROC — это многократный автокоррелятор. Он использует особенно быструю оптическую линию задержки для сканирования задержки, сводя к минимуму время измерения. Он может измерять импульсы с энергией всего 50 пДж, а в режиме точного сканирования длительностью даже менее 50 фс.

Thorlabs

Настольный интерферометрический автокоррелятор FSAC производства Thorlabs предназначен для определения характеристик сверхбыстрых импульсов длительностью от 10 до 1000 фс в диапазоне 650–1100 нм. Этот автокоррелятор для использования с фемтосекундными лазерами дополняет наше семейство сверхбыстрых лазеров, усилителей и специализированной оптики, включая чирпированные зеркала, зеркала/светоделители с низким GDD и компенсирующее дисперсию волокно.

несколько циклов

FROG оркестра (Frequency-Resolved Optical Gating) объединяет SHG (генерация второй гармоники) и TG (транзиентная решетка) FROG в одном устройстве с общим спектральным диапазоном от 200 нм до 2 мкм (до 3,4 мкм). необязательный). Он поставляется с удобным программным обеспечением для сбора данных и восстановления фазы.

APE

Автокорреляторы APE используются для измерения длительности импульсов фемтосекундных и пикосекундных лазерных систем. Технология основана либо на обнаружении генерации второй гармоники (ГВГ), либо на принципе обнаружения двухфотонного поглощения (ДПП).

Автокоррелятор APE Модели:

• pulseCheck: универсальность для любых задач
• Mini TPA: компактный и не требующий настройки
• Mini PD: рутинные задачи с фиксированным диапазоном длин волн
• Carpe: первый выбор для многофотонной микроскопии

ALPHALAS

Сверхбыстрые фотодетекторы ALPHALAS в сочетании с высокоскоростными осциллографами являются лучшей альтернативой для измерения оптических сигналов со спектральным охватом от 170 до 2600 нм (от ВУФ до ИК) и пикосекундной длительностью импульса. Например, фотодетекторы с временем нарастания 10 пс и полосой пропускания 30 ГГц в сочетании с дискретным осциллографом с частотой 50 ГГц могут использоваться для измерения ширины оптического импульса до 10 пс с использованием деконволюции.

Конфигурации фотодетекторов включают варианты со свободным пространством, оптоволоконным разъемом или SM-оптоволокном с косичками и имеют компактный металлический корпус для помехоустойчивости. Версии кремниевых фотодиодов с расширенным УФ-излучением являются единственными коммерческими продуктами, которые охватывают спектральный диапазон от 170 до 1100 нм со временем нарастания <50 пс. Для максимальной гибкости большинство моделей не имеют внутренней заделки. Внешняя оконечная нагрузка 50 Ом поддерживает указанную максимальную скорость работы.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: световые импульсы, ультракороткие импульсы, характеристика импульсов, наклон фронта импульса, генерация импульсов, фотодиоды, автокорреляторы, оптический строб с частотным разрешением, стрик-камеры
и другие статьи в категориях обнаружение и определение характеристик света, оптическая метрология, световые импульсы

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья о длительности импульса 
 в  
 RP Photonics Encyclopedia 

С предварительным изображением (см. рамку чуть выше):

  
  alt="article"> 

Для Википедии, например. в разделе “==Внешние ссылки==”:

 * [https://www.rp-photonics.com/pulse_duration.html 
 статья 'Длительность импульса' в Энциклопедии RP Photonics] 

▷ Как рассчитать энергию лазерного импульса

Столкнулись с трудностями при расчете энергии лазерного импульса? Или, может быть, вы закончили университет несколько десятков лет назад и просто не можете вспомнить? Не волнуйтесь, мы расскажем об основах в этом блоге.

Объяснение расчета энергии лазерного импульса с числовыми примерами

Если вы пытаетесь рассчитать количество энергии, содержащейся в ваших лазерных импульсах, вы либо работаете с импульсным лазером, либо хотите знать энергию в каждом отдельном импульсе. , или с помощью непрерывного или импульсного лазера, который активируется в течение известного и конечного периода времени.

Не волнуйтесь, в обоих случаях уравнения очень просты:

Для импульсного лазера вам нужно будет разделить среднюю мощность вашего источника на его частоту повторения. Эти два параметра обычно указываются в спецификациях лазеров, но для большей точности их также можно измерить с помощью подходящих инструментов.

Например, измеритель мощности лазера Gentec-EO можно использовать для измерения средней мощности.

Импульсный лазер : Энергия импульса (Джоули) = Средняя мощность (Ватт) / Частота повторения (Герц)

Давайте подставим туда некоторые реальные значения и предположим, что вы работаете с лазером с фиксированной выходной мощностью 200 Вт и частотой повторения, которую можно настраивать от 20 Гц до 1 кГц. Если вы установите управление на 20 Гц, мы имеем 200 Вт / 20 Гц = 10 Дж на импульс.

Чтобы обеспечить постоянную выходную мощность 200 Вт при 20 импульсах в секунду, каждый из ваших импульсов должен содержать 10 Дж энергии.

Если установить регулятор на 1 кГц (1000 импульсов каждую секунду), то имеем 200 Вт/1000 Гц = 0,2 Дж = 200 мДж в каждом импульсе. При фиксированной средней мощности чем выше частота повторения, тем ниже энергия в импульсе.

 

 

Для непрерывного или импульсного лазера , который работает в течение известного и конечного периода времени, вам нужно будет умножить среднюю мощность вашего источника на это время, которое часто называют «длительностью импульса».

Как упоминалось ранее, средняя мощность вашего источника обычно указывается в листе технических характеристик.

Высокоточные приборы Gentec-EO для измерения лазерного луча помогают инженерам, ученым и техникам во всех видах применения лазеров, от заводов до больниц, лабораторий и исследовательских центров. Узнайте о наших решениях для следующих типов измерений:

• Лазерные измерители мощности
• Лазерные счетчики энергии
• Лазерные профилировщики
• Терагерцовые измерители мощности

Что касается количества времени, в течение которого вы собираетесь запускать свой лазер, ну, по понятным причинам, в листе спецификаций это не указано, если только лазер не имеет предварительно запрограммированной длительности импульса, которую вы можете использовать.

Непрерывный или импульсный лазер : Энергия импульса (Джоули) = Средняя мощность (Ватт) * Длительность импульса (Секунды)

Опять же, давайте использовать некоторые реальные значения и предположим, что вы работаете с лазером непрерывного действия мощностью 500 Вт. Если вы стреляете этим лазером по объекту ровно 5 секунд, то у вас есть 500 Вт * 5 с = 2500 Дж.

Это общее количество энергии, которое вы направили на этот объект во время этого длинного импульса.

Другой пример: если ваш лазер мощностью 500 Вт имеет запрограммированную длительность импульса 200 мс, это даст вам 500 Вт * 0,2 с = 100 Дж общей энергии. Полную энергию можно контролировать, модулируя ширину/длительность импульса.

Почему важен расчет/измерение энергии импульса?

Что ж, если вы читаете эту статью о том, как рассчитать энергию лазерного импульса, вам, вероятно, нужно это сделать и, таким образом, лучше меня знать, почему это важно для вас!

Для тех, кто читает из любопытства, вот пример из жизни: в ряде медицинских и хирургических приложений импульсные лазеры используются для лечения и разрезания многих типов тканей тела.

Во избежание необратимого повреждения тела (энергия импульса выше требуемой) и, с другой стороны, во избежание неполного или неправильного лечения (энергия импульса ниже требуемой), обязательно измеряйте энергию импульса, чтобы убедиться он стабилен вокруг желаемой точки наилучшего восприятия.

Это обеспечит безопасность и эффективность лечения.

Что может быть лучше, чем расчет энергии лазерного импульса?

Ответ прост: измерьте его с помощью лазерного джоулеметра Gentec-EO!

Если вы рассчитываете энергию импульса, используя характеристики средней мощности и частоты повторения, вы можете приблизиться к реальному значению (тому, что действительно выдает ваш лазер), но, скорее всего, вы найдете что-то, что довольно далеко от него. Почему?

Основная причина проста. Ваш лазер не обязательно выдает точную среднюю мощность, указанную в его спецификации. То же самое и с частотой повторения.

Кроме того, средняя мощность может значительно меняться со временем по мере старения лазера.