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'dir, yani yoğunluk kütle bölü hacme eşittir. Ancak lazerin güç yoğunluğu ve enerji yoğunluğu farklıdır, burada hacim yerine alana bölünür. Güç aynı zamanda birçok fiziksel nicelikle temasımızdır, çünkü her gün elektrik kullanırız, elektrik güç içerecektir, gücün uluslararası standart birimi W'dir, yani J/s, enerji ve zaman biriminin oranıdır, enerjinin uluslararası standart birimi J'dir. Yani güç yoğunluğu, güç ve yoğunluğu birleştirme kavramıdır, ancak burada hacim yerine noktanın ışınlama alanı vardır, güç çıkış nokta alanına bölündüğünde güç yoğunluğu olur, yani güç yoğunluğunun birimi W/m2'dir velazer alanı, çünkü lazer ışınlama nokta alanı oldukça küçüktür, bu nedenle genellikle bir birim olarak W/cm2 kullanılır. Enerji yoğunluğu, enerji ve yoğunluğu birleştirerek zaman kavramından çıkarılır ve birim J/cm2'dir. Normalde, sürekli lazerler güç yoğunluğu kullanılarak tanımlanırken,darbeli lazerlerhem güç yoğunluğu hem de enerji yoğunluğu kullanılarak tanımlanmaktadır.
Lazer etki ettiğinde, güç yoğunluğu genellikle yok etme, ablasyon veya diğer etki eden malzemeler için eşik değerine ulaşılıp ulaşılmadığını belirler. Eşik, lazerlerin maddeyle etkileşimini incelerken sıklıkla ortaya çıkan bir kavramdır. Kısa darbeli (US aşaması olarak düşünülebilir), ultra kısa darbeli (NS aşaması olarak düşünülebilir) ve hatta ultra hızlı (PS ve FS aşaması) lazer etkileşim malzemelerinin incelenmesi için erken dönem araştırmacılar genellikle enerji yoğunluğu kavramını benimser. Bu kavram, etkileşim düzeyinde, birim alan başına hedef üzerinde etki eden enerjiyi temsil eder, aynı seviyedeki bir lazer durumunda bu tartışma daha büyük önem taşır.
Tek darbe enjeksiyonunun enerji yoğunluğu için de bir eşik değeri vardır. Bu da lazer-madde etkileşiminin incelenmesini daha karmaşık hale getirir. Ancak, günümüzün deneysel ekipmanları sürekli değişiyor, çeşitli darbe genişliği, tek darbe enerjisi, tekrarlama frekansı ve diğer parametreler sürekli değişiyor ve hatta bir darbe enerji dalgalanmasında lazerin gerçek çıktısını dikkate almak bile enerji yoğunluğu durumunda ölçmek için çok kaba olabilir. Genel olarak, enerji yoğunluğunun darbe genişliğine bölünmesinin zaman ortalama güç yoğunluğu olduğu kabaca düşünülebilir (zaman olduğunu, uzay olmadığını unutmayın). Ancak, gerçek lazer dalga formunun dikdörtgen, kare dalga veya hatta çan veya Gauss olmayabileceği ve bazılarının daha şekillendirilmiş olan lazerin kendi özellikleri tarafından belirlendiği açıktır.
Darbe genişliği genellikle osiloskop tarafından sağlanan yarım yükseklik genişliği (tam tepe yarım genişlik FWHM) tarafından verilir, bu da yüksek olan enerji yoğunluğundan güç yoğunluğunun değerini hesaplamamıza neden olur. Daha uygun yarım yükseklik ve genişlik, integral, yarım yükseklik ve genişlik tarafından hesaplanmalıdır. Bilmek için ilgili bir nüans standardı olup olmadığına dair ayrıntılı bir soruşturma yapılmamıştır. Güç yoğunluğunun kendisi için, hesaplamalar yaparken, genellikle tek bir darbe enerjisi kullanarak hesaplamak mümkündür, tek bir darbe enerjisi/darbe genişliği/nokta alanı, ki bu uzaysal ortalama güçtür ve ardından 2 ile çarpılır, uzaysal tepe gücü için (uzaysal dağılım Gauss dağılımı böyle bir işlemdir, silindir şapkanın bunu yapmasına gerek yoktur) ve ardından bir radyal dağılım ifadesi ile çarpılır, Ve bitirdiniz.
Gönderi zamanı: 12-Haz-2024