Hustota výkonu a hustota energie lasera

Hustota výkonu a hustota energie lasera

Hustota je fyzikálna veličina, ktorú veľmi dobre poznáme v našom každodennom živote, hustota, s ktorou sa najviac stretávame, je hustota materiálu, vzorec je ρ=m/v, to znamená, že hustota sa rovná hmotnosti delenej objemom. Ale hustota výkonu a hustota energie lasera sú rôzne, tu delené skôr plochou než objemom. Výkon je tiež naším kontaktom s množstvom fyzikálnych veličín, pretože elektrinu používame každý deň, elektrina bude zahŕňať výkon, medzinárodná štandardná jednotka výkonu je W, teda J/s, je pomer energie a časovej jednotky, medzinárodná štandardná jednotka energie je J. Hustota výkonu je teda koncept kombinovania výkonu a hustoty, ale tu je skôr ožiarená plocha bodu než objem, výkon delený plochou výstupného bodu je hustota výkonu, tj. , jednotka hustoty výkonu je W/m2 a vlaserové pole, pretože plocha bodu laserového žiarenia je dosť malá, preto sa vo všeobecnosti ako jednotka používa W/cm2. Hustota energie je odstránená z pojmu času, pričom sa kombinuje energia a hustota a jednotka je J/cm2. Normálne sú kontinuálne lasery opísané pomocou hustoty výkonupulzné laserysú opísané pomocou hustoty výkonu aj hustoty energie.

Keď laser pôsobí, hustota výkonu zvyčajne určuje, či sa dosiahne prah pre zničenie, abláciu alebo iné pôsobiace materiály. Threshold je pojem, ktorý sa často objavuje pri štúdiu interakcie laserov s hmotou. Na štúdium materiálov s krátkym pulzom (ktorý možno považovať za štádium USA), ultrakrátkym impulzom (ktorý možno považovať za štádium ns) a dokonca aj ultrarýchlym (štádium ps a fs) s laserovými interakčnými materiálmi, raní výskumníci zvyčajne prijať koncepciu hustoty energie. Tento koncept na úrovni interakcie predstavuje energiu pôsobiacu na cieľ na jednotku plochy, v prípade laseru rovnakej úrovne má táto diskusia väčší význam.

Existuje aj prah pre hustotu energie jednopulzového vstrekovania. To tiež komplikuje štúdium interakcie laser-hmota. Dnešné experimentálne vybavenie sa však neustále mení, neustále sa menia rôzne šírky impulzov, energia jednotlivých impulzov, frekvencia opakovania a ďalšie parametre a dokonca je potrebné brať do úvahy skutočný výkon lasera pri kolísaní energie impulzu v prípade hustoty energie. Na meranie môže byť príliš hrubé. Vo všeobecnosti možno približne uvažovať, že hustota energie delená šírkou impulzu je priemerná hustota výkonu v čase (všimnite si, že ide o čas, nie priestor). Je však zrejmé, že skutočný tvar vlny lasera nemusí byť pravouhlý, štvorcový, dokonca ani zvonový alebo gaussovský a niektoré sú určené vlastnosťami samotného lasera, ktorý je viac tvarovaný.

Šírka impulzu je zvyčajne daná polovičnou šírkou poskytovanou osciloskopom (full peak half-width FWHM), čo spôsobí, že z hustoty energie vypočítame hodnotu hustoty výkonu, ktorá je vysoká. Vhodnejšia polovica výšky a šírky by sa mala vypočítať pomocou integrálu, polovičnej výšky a šírky. Neuskutočnilo sa žiadne podrobné skúmanie, či existuje relevantný štandard pre nuansy. Pre samotnú hustotu výkonu je pri výpočtoch zvyčajne možné použiť na výpočet energiu jedného impulzu, energiu jedného impulzu/šírku impulzu/plochu bodu. , čo je priestorový priemerný výkon, a potom vynásobený 2 pre priestorový špičkový výkon (priestorové rozdelenie je Gaussovo rozdelenie je taká úprava, cylindr to nemusí robiť) a potom vynásobený výrazom radiálneho rozdelenia , A máte hotovo.