Power density at energy density ng laser

Power density at energy density ng laser

Ang densidad ay isang pisikal na dami na pamilyar na pamilyar sa ating pang-araw-araw na buhay, ang densidad na pinakamadalas nating kontakin ay ang density ng materyal, ang formula ay ρ=m/v, ibig sabihin, ang density ay katumbas ng masa na hinati sa volume. Ngunit ang densidad ng kapangyarihan at densidad ng enerhiya ng laser ay iba, dito hinati sa lugar kaysa sa dami. Ang kapangyarihan din ang ating pakikipag-ugnayan sa maraming pisikal na dami, dahil gumagamit tayo ng kuryente araw-araw, ang kuryente ay kasangkot sa kapangyarihan, ang internasyonal na pamantayang yunit ng kapangyarihan ay W, iyon ay, J/s, ay ang ratio ng enerhiya at yunit ng oras, ang Ang internasyonal na pamantayang yunit ng enerhiya ay J. Kaya ang density ng kapangyarihan ay ang konsepto ng pagsasama-sama ng kapangyarihan at density, ngunit narito ang lugar ng pag-iilaw ng lugar sa halip na ang lakas ng tunog, ang kapangyarihan na hinati sa lugar ng output na lugar ay ang density ng kapangyarihan, iyon ay , ang yunit ng density ng kapangyarihan ay W/m2, at salarangan ng laser, dahil ang lugar ng laser irradiation spot ay medyo maliit, kaya sa pangkalahatan ang W/cm2 ay ginagamit bilang isang yunit. Ang density ng enerhiya ay tinanggal mula sa konsepto ng oras, pinagsasama ang enerhiya at density, at ang yunit ay J/cm2. Karaniwan, ang mga tuloy-tuloy na laser ay inilalarawan gamit ang power density, habangpulsed lasersay inilarawan gamit ang parehong power density at energy density.

Kapag kumikilos ang laser, kadalasang tinutukoy ng power density kung naabot ang threshold para sa pagsira, o pag-ablating, o iba pang mga acting material. Ang threshold ay isang konsepto na madalas na lumilitaw kapag pinag-aaralan ang pakikipag-ugnayan ng mga laser sa bagay. Para sa pag-aaral ng maikling pulso (na maaaring ituring bilang us stage), ultra-short pulse (na maaaring ituring bilang ns stage), at kahit na ultra-fast (ps at fs stage) na mga materyales sa pakikipag-ugnayan sa laser, ang mga naunang mananaliksik ay karaniwang gamitin ang konsepto ng density ng enerhiya. Ang konseptong ito, sa antas ng pakikipag-ugnayan, ay kumakatawan sa enerhiya na kumikilos sa target sa bawat yunit na lugar, sa kaso ng isang laser ng parehong antas, ang talakayang ito ay may higit na kahalagahan.

Mayroon ding threshold para sa density ng enerhiya ng single pulse injection. Ginagawa rin nitong mas kumplikado ang pag-aaral ng pakikipag-ugnayan ng laser-matter. Gayunpaman, ang mga pang-eksperimentong kagamitan ngayon ay patuloy na nagbabago, ang iba't ibang lapad ng pulso, solong enerhiya ng pulso, dalas ng pag-uulit at iba pang mga parameter ay patuloy na nagbabago, at kahit na kailangang isaalang-alang ang aktwal na output ng laser sa isang pagbabago-bago ng enerhiya ng pulso sa kaso ng density ng enerhiya. upang sukatin, maaaring masyadong magaspang. Sa pangkalahatan, maaari itong halos isaalang-alang na ang density ng enerhiya na hinati sa lapad ng pulso ay ang average na density ng kapangyarihan ng oras (tandaan na ito ay oras, hindi espasyo). Gayunpaman, malinaw na ang aktwal na waveform ng laser ay maaaring hindi hugis-parihaba, parisukat na alon, o kahit na kampanilya o Gaussian, at ang ilan ay tinutukoy ng mga katangian ng laser mismo, na mas hugis.

Ang lapad ng pulso ay karaniwang ibinibigay ng kalahating taas na lapad na ibinibigay ng oscilloscope (full peak half-width FWHM), na nagiging sanhi ng pagkalkula ng halaga ng density ng kapangyarihan mula sa density ng enerhiya, na mataas. Ang mas naaangkop na kalahating taas at lapad ay dapat kalkulahin ng integral, kalahating taas at lapad. Walang detalyadong pagtatanong sa kung may kaugnay na pamantayan ng nuance para sa pag-alam. Para sa mismong densidad ng kapangyarihan, kapag gumagawa ng mga kalkulasyon, kadalasang posibleng gumamit ng isang enerhiya ng pulso upang kalkulahin, isang enerhiya ng pulso/lapad ng pulso/lugar ng lugar , na kung saan ay ang spatial average na kapangyarihan, at pagkatapos ay i-multiply sa 2, para sa spatial na peak power (ang spatial na pamamahagi ay Gauss distribution ay isang paggamot, ang top-hat ay hindi kailangang gawin ito), at pagkatapos ay pinarami ng isang radial distribution expression , At tapos ka na.