Guia de seleção
Como calcular a potência de pico de um diodo laser pulsado
Comece pela energia óptica do pulso e verifique depois a forma de onda, a entrada elétrica e os limites térmicos. Dividir a potência média pelo ciclo de trabalho é apenas o primeiro passo.
Atualizado 2026-10-29 · 6 min de leitura
1. Defina primeiro qual potência de pico você precisa
Uma folha de dados pode informar potência de pico óptica, corrente direta de pico ou potência elétrica do pulso. Esses valores não são equivalentes. Para orçamento de enlace ou alcance, use a potência de pico óptica disponível após janela, lente, FAC e acoplamento em fibra.
Um driver capaz de fornecer 10 A não garante 10 A de luz útil. Registre sempre se o cálculo parte de potência média óptica medida, energia de pulso, corrente ou uma entrada da folha de dados.
2. Use as três equações principais
Em pulsos repetidos regularmente, o ciclo de trabalho é a largura do pulso multiplicada pela frequência. Para um pulso retangular cuja FWHM é igual à largura total:
Mantenha as unidades coerentes. 100 ns equivalem a 100 × 10-9 s. Se a potência média estiver em mW, converta-a para W antes de dividir.
3. Exemplo numérico completo
Considere um pulso óptico de 180 W, 100 ns e 3 kHz:
A verificação inversa também importa. Se um fotodiodo mede 10 mW de média a 10 kHz, a energia por pulso é 1 µJ. Com FWHM de 100 ns, um pulso retangular teria 10 W de pico óptico.
4. Corrija pulsos não retangulares
Pulsos reais têm tempos de subida e descida. Defina um fator de forma k a partir da energia e da amplitude de pico:
Um retângulo ideal tem k = 1. Um pulso gaussiano tem k ≈ 1,0645, portanto seu topo fica um pouco abaixo do resultado retangular com a mesma energia e FWHM. Um pulso triangular tem k = 0,5 e exige o dobro da amplitude.
| Pulso idealizado | Fator k | Pico pela energia |
|---|---|---|
| Retangular | 1,000 | E / t |
| Gaussiano | 1,0645 | E / (1,0645 t) |
| Triangular | 0,500 | 2E / t |
Com flancos lentos, assimetria ou ringing, meça o pulso com detector calibrado e integre a área: E = ∫ P(t) dt. A energia medida, não a amostra mais alta do osciloscópio, define a estimativa útil de pico.
5. Separe a potência óptica da elétrica
A potência elétrica do pulso é aproximadamente tensão vezes corrente durante o topo plano. A potência óptica é menor pela eficiência: Popt = η × Vf × Ipulso. Um pulso de 5 V e 10 A equivale a 50 W elétricos; com η = 35 %, a saída óptica fica perto de 17,5 W.
A estimativa ajuda a dimensionar o driver, mas não substitui a medição óptica. A tensão direta muda com corrente e temperatura, e a eficiência cai em corrente ou temperatura elevada. Em pulsos curtos, o tempo de subida e a indutância do laço também alteram a energia entregue.
6. Verifique limites e aquecimento
Um pico matematicamente correto ainda pode ser inseguro. Confira em conjunto a corrente máxima de pico, largura, ciclo de trabalho, temperatura da cápsula e derating de corrente. Potência, largura e repetição formam um conjunto operacional.
Estime o calor médio, não reutilize a potência óptica média: Pcalor,média ≈ D × (VfIpulso − Popt), mais fuga e perdas do driver. Um emissor TO56 pode ficar confortável em 1 kHz e superaquecer em 2 kHz mesmo mantendo o pico óptico.
7. Fluxo de cálculo em cinco etapas
- Registre a potência óptica média medida ou a energia de pulso exigida pelo orçamento do enlace.
- Obtenha largura, repetição e ciclo de trabalho da forma de onda real do driver.
- Converta os tempos para segundos e calcule a energia por pulso.
- Divida pela largura efetiva ou aplique o fator de forma.
- Verifique corrente de pico, calor médio, derating, temperatura e segurança laser.
A calculadora de potência de pico faz a aritmética; compare o resultado com os máximos absolutos do dispositivo. O artigo sobre potência de pico, largura e ciclo de trabalho mostra o efeito em alcance e resolução.
Calculadoras
Calcule com esta folha de dados
Cada calculadora abaixo abre com os valores da ficha desta peça já preenchidos, nas unidades pedidas pelos campos.
Parâmetros do pulso do transmissor
Calculadora de engenharia para determinar parâmetros do pulso do transmissor e avaliar o efeito dos dados de entrada no resultado.
Potência de pico 180 W · Pulse width 100 ns · Repetition rate 3 kHz · Ciclo de trabalho 0.03 % Fundamentos do laserPotência de pico do pulso
Calculadora de engenharia para determinar potência de pico do pulso e avaliar o efeito dos dados de entrada no resultado.
Potência de pico 180 W · Pulse energy 0.018 mJ · Pulse width 100 ns Pulsos e energiaCiclo de trabalho
Calculadora de engenharia para determinar ciclo de trabalho e avaliar o efeito dos dados de entrada no resultado.
Ciclo de trabalho 0.03 % · Pulse width 100 ns · Repetition rate 3 kHz · Repetition rate (Hz) 3000 HzProdutos
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