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光パワーから光子束を求める計算機

この計算機は、光ビームの平均光パワーを1秒当たりに通過する光子数へ変換します。光パワーをワット、光子1個のエネルギーをジュールで入力してください。単位時間当たりのエネルギーと光子1個当たりのエネルギーの直接的な関係を用いて、決定論的な光子レートを返します。レーザー実験、検出器の見積もり、光通信、照明研究、放射パワーを光子数レートで表す必要がある計算にご利用いただけます。

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光パワーを光子数レートに換算します

光パワーは、ビームがエネルギーを運ぶ速さを表します。1ワットは1秒当たり1ジュールですが、多くの光学計算ではエネルギーの移動率ではなく粒子数のレートが必要です。各光子が指定された同じエネルギーを持つ場合、ビームのパワーを光子1個のエネルギーで割ると、毎秒到達する光子数が得られます。そのため、この計算機では光パワーからの光子束を N = P / E で求めます。Pはワット単位の光パワー、Eはジュール単位の光子エネルギーです。ジュール毎秒をジュール毎光子で割るため、結果の単位は光子毎秒になります。平均光子束を見積もる場合は平均パワーをお使いください。パルス光源に平均パワーを入力すると、時間全体で平均した光子レートが得られますが、個々のパルス中のはるかに高い瞬時レートは表しません。この計算では、入力したパワーが対象の光に対応し、指定したエネルギーがビーム内の各光子を代表すると仮定します。損失、検出効率、スペクトル帯域幅は自動では考慮しません。

整合した入力を選び、結果を正しく読み取ります

光パワーはワットで入力し、ミリワットやマイクロワットは事前に変換してください。たとえば、1ミリワットは0.001ワットです。光子エネルギーはジュールで入力します。電子ボルトを使う場合は、先にジュールへ変換してください。単色ビームでは、波長または周波数に対応する光子エネルギーが明確なので、通常は1つの値で十分です。広帯域光源には異なるエネルギーの光子が含まれます。この場合、代表エネルギーによる結果は近似にとどまり、厳密な総量を得るにはスペクトル全体で光子束を積分する必要があります。可視光や赤外光の光子1個が持つエネルギーは非常に小さいため、結果が極めて大きくなることがあります。科学表記は正常であり、2.5e15は毎秒2.5千兆個の光子を意味します。光パワーがゼロなら光子束もゼロになりますが、光子エネルギーは正でなければなりません。負のパワー、ゼロのエネルギー、数値以外、無限大、対応範囲を超える結果は拒否されます。

光子束と実際の検出カウントを区別します

光源での光子束は、測定器が記録するカウントレートと必ずしも一致しません。窓、ファイバー、フィルター、自由空間伝搬、不完全な結合によって、検出器に届くパワーが低下する場合があります。さらに量子効率によって、到着した光子のうち測定可能なイベントを生じる割合が決まります。この計算機は、光パワーが既知の位置に合わせてお使いください。光源のパワーからは放出光子レートが得られ、検出器面で測定したパワーからは入射光子レートが得られます。検出カウントを見積もるには、返された光子束に、対象波長に適した全光学透過率と検出器の量子効率を割合として掛けてください。直接計算は、基本的なエネルギー変換と装置固有の損失を分離できるため、実現可能性の確認に役立ちます。実験ノートや処理パイプラインでは、正確なパワーと光子エネルギーの入力値を結果とともに保存すると、仮定を検証しやすくなります。APIでは1回のリクエストが$0.002です。決定論的な実装であり、ネットワーク、乱数、時刻、保存状態を使用しません。

活用例

レーザーの光子出力を見積もります

連続波レーザーの測定パワーと既知の光子エネルギーから、毎秒の放出光子数を求めます。

検出器による測定を計画します

光学透過率と検出器の量子効率を適用する前に、入射光子レートを求めます。

光リンクバジェットを確認します

受信光パワーを毎秒の光子到着数で表し、感度やショットノイズの計算に使用します。

よくある質問

どの式で計算しますか？

光子毎秒 = ワット単位の光パワー / ジュール単位の光子エネルギーを使用します。

ミリワットをそのまま入力できますか？

いいえ。先にワットへ変換し、ミリワットの値を1,000で割ってから入力してください。

光子エネルギーを電子ボルトで入力できますか？

入力単位はジュールです。計算機を使用する前に、電子ボルトからジュールへ変換してください。

結果は検出器のカウントレートと同じですか？

自動的には一致しません。結果はパワー測定位置での入射光子束であり、損失と量子効率は別途適用します。

パルスレーザーにも使えますか？

平均パワーを使う場合は平均レートを求められます。パルス当たりの光子数には、パルスエネルギーを光子エネルギーで割ってください。

APIでの計算料金はいくらですか？

APIリクエスト1回当たりの料金は$0.002です。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"optical_power_w":0.001,"photon_energy_j":3.972891714297857e-19}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "optical_power_w": 0.001,
    "photon_energy_j": 3.972891714297857e-19
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "optical_power_w": 0.001,
    "photon_energy_j": 3.972891714297857e-19
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"optical_power_w":0.001,"photon_energy_j":3.972891714297857e-19}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"optical_power_w":0.001,"photon_energy_j":3.972891714297857e-19}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/photon-flux-from-power", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "optical_power_w": 0.001,
  "photon_energy_j": 3.972891714297857e-19
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.photon_flux_from_power",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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