Lazerio galios tankis ir energijos tankis

Lazerio galios tankis ir energijos tankis

Tankis yra fizinis dydis, kurį mes labai gerai žinome kasdieniame gyvenime, tankis, su kuriuo dažniausiai susiduriame, yra medžiagos tankis, formulė yra ρ=m/v, tai yra, tankis lygus masei, padalytai iš tūrio. Tačiau lazerio galios ir energijos tankis skiriasi, čia padalytas iš ploto, o ne iš tūrio. Galia taip pat yra mūsų kontaktas su daugybe fizinių dydžių, nes elektrą naudojame kiekvieną dieną, elektra apims galią, tarptautinis standartinis galios vienetas yra W, tai yra J/s, yra energijos ir laiko vieneto santykis, tarptautinis standartinis energijos vienetas yra J. Taigi galios tankis yra galios ir tankio derinimo sąvoka, bet čia yra taško apšvitinimo plotas, o ne tūris, galia, padalyta iš išvesties taško ploto, yra galios tankis, tai yra , galios tankio vienetas yra W/m2, olazerio laukas, nes lazerio švitinimo taško plotas yra gana mažas, todėl paprastai W/cm2 naudojamas kaip vienetas. Energijos tankis pašalinamas iš laiko sąvokos, sujungiant energiją ir tankį, o vienetas yra J/cm2. Paprastai nuolatiniai lazeriai aprašomi naudojant galios tankį, oimpulsiniai lazeriaiaprašomi naudojant galios ir energijos tankį.

Kai lazeris veikia, galios tankis dažniausiai nulemia, ar pasiektas slenkstis, skirtas naikinti, abliuoti ar kitas veikiančias medžiagas. Slenkstis yra sąvoka, kuri dažnai atsiranda tiriant lazerių sąveiką su medžiaga. Tirdami trumpo impulso (kuris gali būti laikomas JAV etapu), itin trumpo impulso (kuris gali būti laikomas ns stadija) ir net ypač greito (ps ir fs stadijos) lazerio sąveikos medžiagas, ankstyvieji tyrinėtojai paprastai priimti energijos tankio sąvoką. Ši sąvoka sąveikos lygmenyje reiškia energiją, veikiančią taikinį ploto vienete, to paties lygio lazerio atveju ši diskusija turi didesnę reikšmę.

Taip pat yra vieno impulso įpurškimo energijos tankio slenkstis. Tai taip pat apsunkina lazerio ir medžiagos sąveikos tyrimą. Tačiau šiuolaikinė eksperimentinė įranga nuolat kinta, nuolat kinta impulsų pločio, vieno impulso energijos, pasikartojimo dažnio ir kiti parametrai, todėl net reikia atsižvelgti į faktinį lazerio išėjimo impulso energijos svyravimą, esant energijos tankiui. išmatuoti, gali būti per grubus.Paprastai galima apytiksliai manyti, kad energijos tankis, padalytas iš impulso pločio, yra vidutinis laiko galios tankis (atkreipkite dėmesį, kad tai laikas, o ne erdvė). Tačiau akivaizdu, kad tikroji lazerio bangos forma gali būti ne stačiakampė, kvadratinė ar net varpo ar Gauso banga, o kai kurias lemia paties lazerio, kuris yra labiau formos, savybės.

Impulso plotis paprastai nurodomas pusės aukščio pločiu, kurį suteikia osciloskopas (full peak half-width FWHM), todėl mes apskaičiuojame galios tankio vertę iš energijos tankio, kuris yra didelis. Tinkamesnę pusę aukščio ir pločio reikia apskaičiuoti pagal integralą, pusę aukščio ir pločio. Nebuvo atliktas išsamus tyrimas, ar yra atitinkamas niuansų standartas, leidžiantis žinoti. Pačiam galios tankiui, atliekant skaičiavimus, paprastai galima apskaičiuoti vieną impulso energiją, vieną impulso energiją / impulso plotį / taško plotą. , kuri yra erdvinė vidutinė galia, o po to padauginta iš 2, kad gautų didžiausią erdvinę galią (erdvinis pasiskirstymas yra Gauso pasiskirstymas yra toks apdorojimas, to daryti nereikia), o tada padauginta iš radialinio pasiskirstymo išraiškos , Ir viskas.