Gustoća snage i gustoća energije lasera

Gustoća snage i gustoća energije lasera

Gustoća je fizikalna veličina s kojom smo jako dobro upoznati u svakodnevnom životu, gustoća s kojom najviše kontaktiramo je gustoća materijala, formula je ρ=m/v, odnosno gustoća je jednaka masi podijeljenoj s volumenom. Ali gustoća snage i gustoća energije lasera su različite, ovdje podijeljene površinom, a ne volumenom. Snaga je također naš kontakt s puno fizičkih veličina, jer električnu energiju koristimo svaki dan, električna energija će uključivati ​​snagu, međunarodna standardna jedinica snage je W, odnosno J/s, omjer je energije i jedinice vremena, međunarodna standardna jedinica energije je J. Dakle, gustoća snage je koncept kombinacije snage i gustoće, ali ovdje je područje zračenja točke, a ne volumen, snaga podijeljena s površinom izlazne točke je gustoća snage, tj. , jedinica za gustoću snage je W/m2, a ulasersko polje, jer je površina točke laserskog zračenja prilično mala, pa se općenito W/cm2 koristi kao jedinica. Gustoća energije je uklonjena iz koncepta vremena, kombinirajući energiju i gustoću, a jedinica je J/cm2. Obično se kontinuirani laseri opisuju pomoću gustoće snage, dokpulsirajući laseriopisuju se pomoću gustoće snage i gustoće energije.

Kada laser djeluje, gustoća snage obično određuje je li dosegnut prag za uništavanje, ili uklanjanje, ili drugih aktivnih materijala. Prag je pojam koji se često pojavljuje pri proučavanju interakcije lasera s materijom. Za proučavanje kratkog pulsa (koji se može smatrati us stupnjem), ultrakratkog pulsa (koji se može smatrati ns stupnjem), pa čak i ultrabrzih (ps i fs stupanj) materijala laserske interakcije, rani istraživači obično usvojiti pojam gustoće energije. Ovaj koncept na razini interakcije predstavlja energiju koja djeluje na metu po jedinici površine, u slučaju lasera iste razine ova diskusija je od većeg značaja.

Također postoji prag za gustoću energije pojedinačnog ubrizgavanja impulsa. Ovo također čini proučavanje interakcije lasera i materije kompliciranijim. Međutim, današnja eksperimentalna oprema stalno se mijenja, različita širina impulsa, energija pojedinačnog impulsa, frekvencija ponavljanja i drugi parametri stalno se mijenjaju, pa čak i treba uzeti u obzir stvarni izlaz lasera u fluktuacijama energije pulsa u slučaju gustoće energije za mjerenje, može biti pregrubo. Općenito, može se grubo smatrati da je gustoća energije podijeljena sa širinom impulsa prosječna vremenska gustoća snage (imajte na umu da je to vrijeme, a ne prostor). Međutim, očito je da stvarni valni oblik lasera ne mora biti pravokutan, kvadratni ili čak zvonasti ili Gaussov, a neki su određeni svojstvima samog lasera, koji je više oblikovan.

Širina impulsa obično se daje širinom poluvisine koju daje osciloskop (puna vršna poluširina FWHM), što nas navodi da izračunamo vrijednost gustoće snage iz gustoće energije, koja je visoka. Odgovarajuću poluvisinu i širinu treba izračunati integralom, poluvisinu i širinu. Nije bilo detaljnog ispitivanja postoji li relevantan standard nijansi za poznavanje. Za samu gustoću snage, kada se rade izračuni, obično je moguće koristiti energiju jednog impulsa za izračun, energiju jednog impulsa/širinu impulsa/površinu točke , što je prostorna prosječna snaga, a zatim pomnožena s 2, za prostornu vršnu snagu (prostorna distribucija je Gaussova distribucija je takav tretman, cilindar to ne treba činiti), a zatim pomnožena s izrazom radijalne distribucije , I gotovi ste.