一、什么是激光能量密度?
是单位面积传递的能量的量度，它告诉我们激光能量的集中程度。有助于避免破坏损坏阈值，并确保良好的工艺质量。能量密度实际上指的是同一个概念。 激光能量密度的常用单位是焦耳每平方厘米 (J/cm 2 )。
二、如何计算通量?
计算光通量非常简单。本质上只是一个简单的划分。能量在激光束内的分布(即光束的轮廓)对峰值通量有很大影响。因此，划分的比例因子会略有不同，具体取决于激光器是否具有平顶轮廓、高斯轮廓或更不规则或奇异的轮廓。
三、测量光束直径比看起来更难
激光是具有清晰轮廓的小红点。测量激光器的直径就像测量一张纸上的圆的直径一样简单。
然而，实际上只有平顶激光器才具有这种特性，并且它们仅代表市场上的少数激光器。大多数激光器不会在光束边缘突然“关闭”。它们的中间非常亮，然后 边缘慢慢变暗。
由于激光逐渐变细，“光束内”和“光束外”之间的界限可能有点模糊。这导致了许多光束直径定义。通常会遇到的三个参数是FWHM、1/e2 和 D4σ，它们仅在光束为高斯分布时才有意义。
它们代表了将遇到的大多数光束轮廓。为什么这样?主要是因为高斯功率分布在一定距离内比任何其他分布更有效地保持其形状。所有这些仍然是理论，正如可能已经知道的那样，就像激光束随着距离传播一样，理论与实践之间可能存在很大差异。
因此，为了解决这个问题，就有了所谓的M2因子。该系数是指激光束与理论高斯分布(或钟形曲线)的相似程度。可以开发出出色的模型来表征光束，但没有什么比实际观察它来评估其轮廓更好的了。
如果你直视光束，即使看不到它，但是真正严重的损害也可能在几分之一秒内发生。有很多方法可以测量。但最有效的是轮廓相机。可以提供光束的实时精确强度分布，包括是否存在任何热点或缺陷。
四、平顶激光器
让我们从最简单的情况开始：平顶激光器，其中能量完美均匀地分布在整个光束上。计算能量密度是小菜一碟。只需将能量除以光束面积即可。
例如，让我们计算直径为 4 毫米、10 mJ 的平顶激光脉冲的注量。这种光束的表面积为π*(4mm/2) 2。将10 mJ的脉冲能量除以表面(4 π mm 2)，我们发现注量为10 mJ / 4 π mm 2 = 0.796 mJ / mm 2，即7.96*10 -2 J/cm 2。
五、高斯激光束
正如前面提到的，高斯光束中的能量分布不均匀。光束中心的功率比外围的功率大得多。
通常，我们需要峰值 能量密度，因为我们需要注意峰值能量密度，以避免超过损坏阈值。获得注量的复杂方法是整合目标区域的能量分布。简单的方法还是简单的除法。然而，请注意，这次比例因子为 2，能量更加集中在光束中心。
Peak Fluence = E / ( π w 2 / 2 )，其中w是高斯光束半径的1/e 2定义。
让我们计算与之前相同的激光的峰值能量密度(10 mJ 脉冲，4 mm 直径)，只不过这次考虑到轮廓是高斯分布，而不是平顶分布。
Peak Fluence = 10 mJ / (π ( 4 mm / 2 ) 2 / 2) --> 10 mJ/ 2 π mm 2 = 1.59 mJ/mm 2，相当于 0.159 J/cm 2。请注意，高斯光束的峰值能量密度是具有相同基本参数但具有平顶轮廓的激光器能量密度的两倍。
深圳市博纳德精密仪器经营的产品有：Ophir激光功率计、Ophir能量计、Ophir光束轮廓分析仪、Femto放大器、AA LAB SYSTEMS放大器/信号调节器、SR斯坦福设备等其它专业仪器设备，如有需要可以联系我们，也可以前往产品中心查看。
