Dendësia e fuqisë dhe dendësia e energjisë së lazerit

Dendësia e fuqisë dhe dendësia e energjisë së lazerit

Dendësia është një madhësi fizike me të cilën jemi shumë të njohur në jetën tonë të përditshme, dendësia me të cilën kontaktojmë më shumë është dendësia e materialit, formula është ρ=m/v, domethënë, dendësia është e barabartë me masën pjesëtuar me vëllimin. Por dendësia e fuqisë dhe dendësia e energjisë së lazerit janë të ndryshme, këtu pjesëtuar me sipërfaqen dhe jo me vëllimin. Fuqia është gjithashtu kontakti ynë me shumë madhësi fizike, sepse përdorim energji elektrike çdo ditë, energjia elektrike do të përfshijë energji, njësia standarde ndërkombëtare e fuqisë është W, domethënë J/s, është raporti i energjisë dhe njësisë së kohës, njësia standarde ndërkombëtare e energjisë është J. Pra, dendësia e fuqisë është koncepti i kombinimit të fuqisë dhe dendësisë, por këtu është zona e rrezatimit të njollës dhe jo vëllimi, fuqia pjesëtuar me zonën e njollës së daljes është dendësia e fuqisë, domethënë, njësia e dendësisë së fuqisë është W/m2, dhe nëfushë lazeri, meqenëse zona e pikës së rrezatimit me lazer është mjaft e vogël, në përgjithësi përdoret W/cm2 si njësi. Dendësia e energjisë hiqet nga koncepti i kohës, duke kombinuar energjinë dhe dendësinë, dhe njësia është J/cm2. Normalisht, lazerët e vazhdueshëm përshkruhen duke përdorur dendësinë e fuqisë, ndërsalazerë të pulsuarpërshkruhen duke përdorur si dendësinë e fuqisë ashtu edhe dendësinë e energjisë.

Kur vepron lazeri, dendësia e fuqisë zakonisht përcakton nëse arrihet pragu për shkatërrimin, ablacionin ose materialet e tjera vepruese. Pragu është një koncept që shfaqet shpesh kur studiohet bashkëveprimi i lazerëve me materien. Për studimin e materialeve të bashkëveprimit me lazer me puls të shkurtër (i cili mund të konsiderohet si faza us), puls ultra të shkurtër (i cili mund të konsiderohet si faza ns) dhe madje edhe ultra të shpejtë (faza ps dhe fs), studiuesit e hershëm zakonisht miratojnë konceptin e dendësisë së energjisë. Ky koncept, në nivelin e bashkëveprimit, përfaqëson energjinë që vepron mbi objektivin për njësi të sipërfaqes, në rastin e një lazeri të të njëjtit nivel, ky diskutim ka një rëndësi më të madhe.

Ekziston gjithashtu një prag për dendësinë e energjisë së injektimit me një puls të vetëm. Kjo gjithashtu e bën studimin e bashkëveprimit lazer-materie më të ndërlikuar. Megjithatë, pajisjet eksperimentale të sotme ndryshojnë vazhdimisht, një shumëllojshmëri e gjerësisë së pulsit, energjisë së një pulsi të vetëm, frekuencës së përsëritjes dhe parametrave të tjerë ndryshojnë vazhdimisht, dhe madje duhet të merret në konsideratë prodhimi aktual i lazerit në një luhatje të energjisë së pulsit në rastin e matjes së dendësisë së energjisë, mund të jetë shumë e përafërt. Në përgjithësi, mund të konsiderohet përafërsisht se dendësia e energjisë e pjesëtuar me gjerësinë e pulsit është dendësia mesatare e fuqisë në kohë (vini re se është kohë, jo hapësirë). Megjithatë, është e qartë se forma aktuale e valës së lazerit mund të mos jetë drejtkëndëshe, valë katrore, apo edhe zile ose Gaussian, dhe disa përcaktohen nga vetitë e vetë lazerit, i cili është më shumë në formë.

Gjerësia e pulsit zakonisht jepet nga gjerësia gjysmë-lartësie e ofruar nga osciloskopi (gjysmë-gjerësia e pikut të plotë FWHM), gjë që na bën të llogarisim vlerën e dendësisë së fuqisë nga dendësia e energjisë, e cila është e lartë. Gjysmë-lartësia dhe gjerësia më të përshtatshme duhet të llogariten nga integrali, gjysmë-lartësia dhe gjerësia. Nuk ka pasur asnjë hetim të detajuar nëse ekziston një standard nuancues përkatës për të ditur. Për vetë dendësinë e fuqisë, kur bëhen llogaritjet, zakonisht është e mundur të përdoret një energji e vetme pulsi për të llogaritur, një energji të vetme pulsi/gjerësi pulsi/sipërfaqe të pikës, e cila është fuqia mesatare hapësinore, dhe pastaj të shumëzohet me 2, për fuqinë maksimale hapësinore (shpërndarja hapësinore është shpërndarja e Gausit është një trajtim i tillë, top-hat nuk ka nevojë ta bëjë këtë) dhe pastaj të shumëzohet me një shprehje të shpërndarjes radiale. Dhe keni mbaruar.