Gustina snage i gustina energije lasera

Gustina snage i gustina energije lasera

Gustina je fizička veličina koja nam je dobro poznata u svakodnevnom životu, gustoća koju najviše kontaktiramo je gustina materijala, formula je ρ=m/v, odnosno gustina je jednaka masi podijeljenoj sa zapreminom. Ali gustina snage i gustina energije lasera su različite, ovdje podijeljene površinom, a ne volumenom. Snaga je i naš kontakt sa puno fizičkih veličina, jer struju koristimo svaki dan, struja će uključivati ​​snagu, međunarodna standardna jedinica snage je W, odnosno J/s, odnos energije i vremenske jedinice, Međunarodna standardna jedinica za energiju je J. Dakle, gustina snage je koncept kombinovanja snage i gustine, ali ovde je oblast zračenja tačke pre nego zapremina, snaga podeljena sa površinom izlazne tačke je gustina snage, tj. , jedinica za gustinu snage je W/m2, a ulasersko polje, jer je površina tačke laserskog zračenja prilično mala, pa se općenito W/cm2 koristi kao jedinica. Gustoća energije je uklonjena iz koncepta vremena, kombinujući energiju i gustinu, a jedinica je J/cm2. Obično se kontinuirani laseri opisuju korištenjem gustine snage, dokpulsni laserisu opisani koristeći i gustinu snage i gustinu energije.

Kada laser djeluje, gustina snage obično određuje da li je dostignut prag za uništavanje, ablaciju ili druge djelotvorne materijale. Prag je koncept koji se često pojavljuje kada se proučava interakcija lasera sa materijom. Za proučavanje kratkog impulsa (koji se može smatrati američkim stupnjem), ultra kratkog impulsa (koji se može smatrati ns stepenom), pa čak i ultra brzih (ps i fs faza) laserskih interakcijskih materijala, rani istraživači obično usvojiti koncept gustine energije. Ovaj koncept, na nivou interakcije, predstavlja energiju koja deluje na metu po jedinici površine, u slučaju lasera istog nivoa, ova rasprava je od većeg značaja.

Postoji i prag za gustinu energije ubrizgavanja jednog impulsa. Ovo takođe čini proučavanje interakcije lasera i materije komplikovanijim. Međutim, današnja eksperimentalna oprema se stalno mijenja, različita širina impulsa, energija pojedinačnog impulsa, frekvencija ponavljanja i drugi parametri se stalno mijenjaju, pa čak treba uzeti u obzir i stvarni izlaz lasera u fluktuacijama energije impulsa u slučaju gustine energije. za mjerenje, može biti previše grubo. Uopšteno govoreći, može se grubo smatrati da je gustina energije podijeljena sa širinom impulsa prosječna vremenska gustina snage (imajte na umu da je to vrijeme, a ne prostor). Međutim, očigledno je da stvarni laserski talasni oblik možda nije pravougaoni, kvadratni, pa čak ni zvonasti ili Gausov, a neki su određeni osobinama samog lasera, koji je više oblika.

Širina impulsa se obično daje širinom pola visine koju daje osciloskop (puna vršna poluširina FWHM), što nas uzrokuje da izračunamo vrijednost gustine snage iz gustine energije, koja je visoka. Prikladnija polovina visine i širine treba izračunati integralom, pola visine i širine. Nije bilo detaljnog ispitivanja da li postoji relevantan standard nijansi za poznavanje. Za samu gustinu snage, kada se rade proračuni, obično je moguće koristiti energiju jednog impulsa za izračunavanje, energiju jednog impulsa/širinu impulsa/područje tačke , što je prostorna prosječna snaga, a zatim pomnoženo sa 2, za prostornu vršnu snagu (prostorna distribucija je Gaussova raspodjela je takav tretman, top-hat ne mora to učiniti), a zatim pomnožen izrazom radijalne distribucije , I gotovi ste.