Густина снаге и густина енергије ласера
Густина је физичка величина са којом смо веома упознати у свакодневном животу. Густина са којом се највише сусрећемо је густина материјала. Формула је ρ=m/v, односно густина је једнака маси подељеној са запремином. Међутим, густина снаге и густина енергије ласера су различите, овде подељено површином, а не запремином. Снага је такође наш контакт са многим физичким величинама, јер свакодневно користимо електричну енергију, електрична енергија ће укључивати снагу. Међународна стандардна јединица снаге је W, односно J/s, односно јединица енергије и времена. Међународна стандардна јединица енергије је J. Дакле, густина снаге је концепт комбиновања снаге и густине, али овде је површина зрачења тачке, а не запремина. Снага подељена површином излазне тачке је густина снаге, односно јединица густине снаге је W/m2.ласерско поље, пошто је површина тачке ласерског зрачења прилично мала, генерално се W/cm2 користи као јединица. Густина енергије се уклања из концепта времена, комбинујући енергију и густину, а јединица је J/cm2. Обично се континуирани ласери описују помоћу густине снаге, докимпулсни ласериописани су коришћењем и густине снаге и густине енергије.
Када ласер делује, густина снаге обично одређује да ли је достигнут праг за уништавање, аблацију или друге деловање материјала. Праг је концепт који се често појављује приликом проучавања интеракције ласера са материјом. За проучавање кратког импулса (који се може сматрати УС фазом), ултракратког импулса (који се може сматрати нс фазом), па чак и ултрабрзих (пс и фс фаза) ласерских интеракцијских материјала, рани истраживачи обично усвајају концепт густине енергије. Овај концепт, на нивоу интеракције, представља енергију која делује на мету по јединици површине, у случају ласера истог нивоа, ова дискусија је од већег значаја.
Такође постоји праг за густину енергије убризгавања једног импулса. Ово такође компликује проучавање интеракције ласера и материје. Међутим, данашња експериментална опрема се стално мења, разне ширине импулса, енергије једног импулса, фреквенције понављања и други параметри се стално мењају, па чак и потреба да се узме у обзир стварни излаз ласера у флуктуацијама енергије импулса у случају мерења густине енергије може бити превише груба. Генерално, може се грубо сматрати да је густина енергије подељена ширином импулса просечна густина снаге у времену (имајте на уму да је то време, а не простор). Међутим, очигледно је да стварни облик таласа ласера можда није правоугаони, квадратни, па чак ни звонасти или Гаусов, а неки су одређени својствима самог ласера, који је више обликован.
Ширина импулса је обично дата ширином половине висине коју обезбеђује осцилоскоп (ширина пуног врха на FWHM-у половине ширине), што нас тера да израчунамо вредност густине снаге из густине енергије, која је висока. Прикладније је да се половина висине и ширине израчунају интегралом, половином висине и ширине. Није спроведено детаљно истраживање о томе да ли постоји релевантан стандард нијанси за то. За саму густину снаге, приликом израчунавања, обично је могуће користити енергију једног импулса за израчунавање, енергију једног импулса/ширину импулса/површину тачке, што је просторна просечна снага, а затим помножити са 2, за просторну вршну снагу (просторна расподела је Гаусова расподела, то није потребно радити), а затим помножити са изразом радијалне расподеле. И готови сте.
Време објаве: 12. јун 2024.