Lazerin güç yoğunluğu ve enerji yoğunluğu
Yoğunluk günlük hayatımızda çok aşina olduğumuz fiziksel bir niceliktir, en çok temas ettiğimiz yoğunluk malzemenin yoğunluğudur, formülü ρ=m/v yani yoğunluk kütle bölü hacme eşittir. Ancak lazerin güç yoğunluğu ve enerji yoğunluğu farklıdır; burada hacim yerine alana bölünür. Güç aynı zamanda birçok fiziksel büyüklükle olan temasımızdır, çünkü elektriği her gün kullanırız, elektrik gücü içerecektir, uluslararası standart güç birimi W'dir, yani J/s, enerji ve zaman biriminin oranıdır, uluslararası standart enerji birimi J'dir. Yani güç yoğunluğu, güç ve yoğunluğun birleşimi kavramıdır, ancak burada hacimden ziyade noktanın ışınım alanıdır, gücün çıkış noktası alanına bölümü güç yoğunluğudur, yani güç yoğunluğunun birimi W/m2'dir velazer alanıLazer ışınımı nokta alanı oldukça küçük olduğundan birim olarak genellikle W/cm2 kullanılır. Enerji yoğunluğu, enerji ve yoğunluğun birleştirilmesiyle zaman kavramından çıkarılmış olup birimi J/cm2'dir. Normalde sürekli lazerler güç yoğunluğu kullanılarak tanımlanır.darbeli lazerlerhem güç yoğunluğu hem de enerji yoğunluğu kullanılarak tanımlanır.
Lazer harekete geçtiğinde, güç yoğunluğu genellikle yok etme, yok etme veya diğer etkili materyallerin eşiğe ulaşılıp ulaşılmadığını belirler. Eşik, lazerlerin madde ile etkileşimi incelenirken sıklıkla ortaya çıkan bir kavramdır. Kısa atım (us aşaması olarak kabul edilebilir), ultra kısa atım (ns aşaması olarak kabul edilebilir) ve hatta ultra hızlı (ps ve fs aşaması) lazer etkileşim malzemelerinin incelenmesi için ilk araştırmacılar genellikle Enerji yoğunluğu kavramını benimseyin. Etkileşim düzeyindeki bu kavram, birim alan başına hedefe etki eden enerjiyi temsil eder, aynı seviyedeki bir lazer durumunda bu tartışma daha büyük önem taşır.
Tek darbeli enjeksiyonun enerji yoğunluğu için de bir eşik vardır. Bu aynı zamanda lazer-madde etkileşimi çalışmasını daha karmaşık hale getiriyor. Bununla birlikte, günümüzün deneysel ekipmanı sürekli değişmektedir, çeşitli darbe genişliği, tek darbe enerjisi, tekrarlama frekansı ve diğer parametreler sürekli olarak değişmektedir ve hatta enerji yoğunluğu durumunda bir darbe enerjisindeki dalgalanmalarda lazerin gerçek çıktısının dikkate alınması gerekmektedir. ölçmek çok kaba olabilir. Genel olarak, enerji yoğunluğunun darbe genişliğine bölünmesinin kabaca zaman ortalama güç yoğunluğu olduğu düşünülebilir (bunun uzay değil zaman olduğunu unutmayın). Bununla birlikte, gerçek lazer dalga formunun dikdörtgen, kare dalga, hatta çan veya Gaussian olamayacağı ve bazılarının, daha şekilli olan lazerin kendisinin özellikleri tarafından belirlendiği açıktır.
Darbe genişliği genellikle osiloskop tarafından sağlanan yarı yükseklik genişliği (tam tepe yarı genişlik FWHM) ile verilir, bu da güç yoğunluğunun değerini yüksek olan enerji yoğunluğundan hesaplamamıza neden olur. Daha uygun olan yarım yükseklik ve genişlik, integral, yarım yükseklik ve genişlik ile hesaplanmalıdır. Bilinmesi gereken ilgili bir nüans standardının olup olmadığına ilişkin ayrıntılı bir araştırma yapılmamıştır. Güç yoğunluğunun kendisi için, hesaplamalar yaparken hesaplamak için genellikle tek bir darbe enerjisi, tek bir darbe enerjisi/darbe genişliği/nokta alanı kullanmak mümkündür. uzaysal ortalama güçtür ve ardından uzaysal tepe gücü için 2 ile çarpılır (uzamsal dağılım Gauss dağılımıdır, böyle bir uygulamadır, silindir şapkanın bunu yapmasına gerek yoktur) ve ardından radyal bir dağılım ifadesiyle çarpılır , Ve bitirdiniz.
Gönderim zamanı: Haziran-12-2024