Лазердің қуат тығыздығы және энергия тығыздығы
Тығыздық – бұл күнделікті өмірде бізге өте таныс физикалық шама, біз ең көп жанасатын тығыздық – материалдың тығыздығы, формуласы ρ=m/v, яғни тығыздық көлемге бөлінген массаға тең. Бірақ лазердің қуат тығыздығы мен энергия тығыздығы әртүрлі, мұнда көлемге емес, ауданға бөлінеді. Қуат сонымен қатар көптеген физикалық шамалармен байланысымыз болып табылады, өйткені біз электр энергиясын күнделікті пайдаланамыз, электр энергиясы қуатты қамтиды, қуаттың халықаралық стандарт бірлігі - Вт, яғни Дж/с, энергия мен уақыт бірлігінің қатынасы, энергияның халықаралық стандарт бірлігі - Дж. Сонымен қуат тығыздығы қуат пен тығыздықты біріктіру концепциясы, бірақ мұнда қуаттың нүктенің шығыс көлеміне емес, сәулелену ауданына бөліңіз. тығыздығы, яғни қуат тығыздығының бірлігі Вт/м2, ал влазер өрісі, өйткені лазерлік сәулелену нүктесінің ауданы өте кішкентай, сондықтан жалпы бірлік ретінде Вт/см2 пайдаланылады. Энергия тығыздығы энергия мен тығыздықты біріктіретін уақыт тұжырымдамасынан алынып тасталады және бірлік Дж/см2. Әдетте, үздіксіз лазерлер қуат тығыздығы арқылы сипатталады, алимпульстік лазерлерқуат тығыздығы мен энергия тығыздығы арқылы сипатталады.
Лазер әрекет еткенде, қуат тығыздығы әдетте жоюға, жоюға немесе басқа әсер ететін материалдарға жету шегіне жеткенін анықтайды. Табалдырық – лазердің затпен әрекеттесуін зерттегенде жиі пайда болатын ұғым. Қысқа импульсті (оны АҚШ кезеңі деп санауға болады), ультра қысқа импульсті (оны ns сатысы ретінде қарастыруға болады) және тіпті ультра жылдам (ps және fs сатысы) лазерлік өзара әрекеттесу материалдарын зерттеу үшін ерте зерттеушілер әдетте энергия тығыздығы тұжырымдамасын қабылдайды. Бұл концепция, өзара әрекеттесу деңгейінде, аудан бірлігіне нысанаға әсер ететін энергияны білдіреді, бірдей деңгейдегі лазер жағдайында бұл талқылаудың маңызы зор.
Бір импульстік инъекцияның энергия тығыздығының шегі де бар. Бұл сондай-ақ лазер-заттың өзара әрекеттесуін зерттеуді қиындатады. Дегенмен, бүгінгі тәжірибелік жабдық үнемі өзгеріп отырады, әртүрлі импульстік ені, бір импульс энергиясы, қайталану жиілігі және басқа параметрлер үнемі өзгеріп отырады, тіпті энергияның тығыздығы жағдайында өлшеу үшін импульстік энергияның ауытқуы кезінде лазердің нақты шығысын ескеру қажет, тым өрескел болуы мүмкін. Жалпы алғанда, энергияны импульстің орташа еніне бөлуге болады. тығыздық (бұл кеңістік емес, уақыт екенін ескеріңіз). Дегенмен, нақты лазерлік толқын пішіні тікбұрышты, шаршы толқын немесе тіпті қоңырау немесе Гаусс болмауы мүмкін, ал кейбіреулері лазердің өзінің қасиеттерімен анықталады, ол неғұрлым пішінді.
Импульс ені, әдетте, осциллограф (толық шыңы жарты ені FWHM) қамтамасыз ететін жарты биіктік ені арқылы беріледі, бұл бізге жоғары болып табылатын энергия тығыздығынан қуат тығыздығының мәнін есептеуге әкеледі. Неғұрлым сәйкес келетін жарты биіктік пен ені интегралды, жарты биіктік пен ені арқылы есептелуі керек. Білу үшін тиісті нюанс стандартының бар-жоғы туралы егжей-тегжейлі сұрау жоқ. Қуат тығыздығының өзі үшін есептеулерді орындау кезінде әдетте бір импульстік энергияны есептеу үшін бір импульстік энергияны/импульстің енін/дақ аймағын қолдануға болады, бұл кеңістіктік орташа қуат, содан кейін 2-ге көбейтіледі, өйткені кеңістіктегі ең жоғары қуатты бөлу қажет емес. мұны істеу үшін), содан кейін радиалды таралу өрнегімен көбейтіңіз және сіз аяқтадыңыз.
Жіберу уақыты: 12 маусым-2024 ж