पावर घनत्व र लेजरको ऊर्जा घनत्व

पावर घनत्व र लेजरको ऊर्जा घनत्व

घनत्व एक भौतिक मात्रा हो जुन हामी हाम्रो दैनिक जीवनमा धेरै परिचित छौं, हामीले सबैभन्दा धेरै सम्पर्क गर्ने घनत्व भनेको सामग्रीको घनत्व हो, सूत्र ρ=m/v हो, अर्थात्, घनत्व भोल्युमद्वारा विभाजित द्रव्यमान बराबर हुन्छ। तर लेजरको शक्ति घनत्व र ऊर्जा घनत्व फरक छ, यहाँ भोल्युम भन्दा क्षेत्र द्वारा विभाजित। शक्ति हाम्रो धेरै भौतिक परिमाणहरूसँगको सम्पर्क पनि हो, किनकि हामी हरेक दिन बिजुली प्रयोग गर्छौं, बिजुलीले शक्ति समावेश गर्दछ, शक्तिको अन्तर्राष्ट्रिय मानक एकाइ W हो, अर्थात्, J/s, ऊर्जा र समय एकाइको अनुपात हो। ऊर्जाको अन्तर्राष्ट्रिय मानक एकाइ J हो। त्यसैले शक्ति घनत्व भनेको शक्ति र घनत्वको संयोजनको अवधारणा हो, तर यहाँ भोल्युमको सट्टा स्पटको विकिरण क्षेत्र हो, आउटपुट स्पट क्षेत्रद्वारा विभाजन गरिएको शक्ति हो। शक्ति घनत्व, अर्थात्, शक्ति घनत्व को एकाइ W/m2 हो, र मालेजर क्षेत्र, किनभने लेजर विकिरण स्थान क्षेत्र एकदम सानो छ, त्यसैले सामान्यतया W/cm2 एक एकाइ रूपमा प्रयोग गरिन्छ। ऊर्जा घनत्वलाई समयको अवधारणाबाट हटाइएको छ, ऊर्जा र घनत्वको संयोजन, र एकाइ J/cm2 हो। सामान्यतया, निरन्तर लेजरहरू पावर घनत्व प्रयोग गरेर वर्णन गरिन्छ, जबकिस्पंदित लेजरहरूशक्ति घनत्व र ऊर्जा घनत्व दुवै प्रयोग गरी वर्णन गरिएको छ।

जब लेजरले कार्य गर्दछ, शक्ति घनत्वले सामान्यतया निर्धारण गर्छ कि नष्ट गर्न, वा घटाउने, वा अन्य अभिनय सामग्रीको लागि थ्रेसहोल्ड पुगेको छ। थ्रेसहोल्ड एक अवधारणा हो जुन अक्सर पदार्थ संग लेजर को अन्तरक्रिया को अध्ययन गर्दा देखा पर्दछ। छोटो पल्सको अध्ययनको लागि (जसलाई यूएस स्टेजको रूपमा मान्न सकिन्छ), अल्ट्रा-सर्ट पल्स (जसलाई एनएस स्टेजको रूपमा मान्न सकिन्छ), र अल्ट्रा-फास्ट (पीएस र एफएस स्टेज) लेजर अन्तरक्रिया सामग्रीहरू, प्रारम्भिक अनुसन्धानकर्ताहरूले सामान्यतया ऊर्जा घनत्व को अवधारणा को लागी। यो अवधारणा, अन्तरक्रिया को स्तर मा, प्रति एकाइ क्षेत्र को लक्ष्य मा अभिनय ऊर्जा को प्रतिनिधित्व गर्दछ, समान स्तर को लेजर को मामला मा, यो छलफल अधिक महत्व को छ।

एकल पल्स इंजेक्शनको ऊर्जा घनत्वको लागि थ्रेसहोल्ड पनि छ। यसले लेजर-म्याटर अन्तरक्रियाको अध्ययनलाई अझ जटिल बनाउँछ। यद्यपि, आजको प्रयोगात्मक उपकरणहरू निरन्तर परिवर्तन हुँदैछ, विभिन्न पल्स चौडाइ, एकल पल्स ऊर्जा, पुनरावृत्ति आवृत्ति र अन्य प्यारामिटरहरू निरन्तर परिवर्तन हुँदैछन्, र ऊर्जा घनत्वको मामलामा पल्स ऊर्जा उतार-चढ़ावमा लेजरको वास्तविक उत्पादनलाई पनि विचार गर्न आवश्यक छ। मापन गर्न को लागी, धेरै नराम्रो हुन सक्छ। सामान्यतया, यो मोटो रूपमा मान्न सकिन्छ कि ऊर्जा घनत्व नाडी द्वारा विभाजित चौडाइ भनेको समयको औसत शक्ति घनत्व हो (ध्यान दिनुहोस् कि यो समय हो, ठाउँ होइन)। यद्यपि, यो स्पष्ट छ कि वास्तविक लेजर तरंग आयताकार, वर्ग तरंग, वा बेल वा गौसियन पनि नहुन सक्छ, र केहि लेजरको गुणहरू द्वारा निर्धारण गरिन्छ, जुन अधिक आकारको छ।

पल्स चौडाइ सामान्यतया ओसिलोस्कोप (पूर्ण शिखर आधा-चौडाई FWHM) द्वारा प्रदान गरिएको आधा-उचाइ चौडाइ द्वारा दिइन्छ, जसले हामीलाई ऊर्जा घनत्वबाट शक्ति घनत्वको मूल्य गणना गर्न दिन्छ, जुन उच्च छ। अधिक उपयुक्त आधा उचाइ र चौडाइ अभिन्न, आधा उचाइ र चौडाइ द्वारा गणना गर्नुपर्छ। त्यहाँ जान्नको लागि एक सान्दर्भिक न्युन्स मानक छ कि छैन भन्ने बारे कुनै विस्तृत अनुसन्धान भएको छैन। पावर घनत्व आफैंको लागि, गणना गर्दा, यो सामान्यतया एकल पल्स ऊर्जा प्रयोग गर्न सम्भव छ, एकल पल्स ऊर्जा / पल्स चौडाई / स्थान क्षेत्र। , जुन स्थानिय औसत शक्ति हो, र त्यसपछि 2 द्वारा गुणा गरियो, स्थानिय शिखर शक्ति (स्थानिक वितरण के Gauss वितरण यस्तो उपचार हो, शीर्ष टोपी त्यसो गर्न आवश्यक छैन), र त्यसपछि एक रेडियल वितरण अभिव्यक्ति द्वारा गुणा, र तपाईं सकियो।