Hustota výkonu a hustota energie laseru

Hustota výkonu a hustota energie laseru

Hustota je fyzikální veličina, kterou velmi dobře známe v našem každodenním životě, hustota, se kterou se nejvíce setkáváme, je hustota materiálu, vzorec je ρ=m/v, to znamená, že hustota se rovná hmotnosti dělené objemem. Ale hustota výkonu a hustota energie laseru jsou různé, zde dělené spíše plochou než objemem. Výkon je také naším kontaktem se spoustou fyzikálních veličin, protože elektřinu používáme každý den, elektřina bude zahrnovat výkon, mezinárodní standardní jednotka výkonu je W, tedy J/s, je poměr energie a jednotky času, mezinárodní standardní jednotka energie je J. Hustota výkonu je tedy koncept kombinace výkonu a hustoty, ale zde je ozařovaná plocha bodu spíše než objem, výkon dělený plochou výstupního bodu je hustota výkonu, tj. , jednotka hustoty výkonu je W/m2 a vlaserové poleProtože plocha laserového ozařování je poměrně malá, obecně se jako jednotka používá W/cm2. Hustota energie je odstraněna z pojmu času, kombinuje energii a hustotu a jednotka je J/cm2. Normálně se kontinuální lasery popisují pomocí hustoty výkonupulzní laseryjsou popsány pomocí hustoty výkonu i hustoty energie.

Když laser působí, hustota výkonu obvykle určuje, zda je dosaženo prahu pro zničení, ablaci nebo jiné působící materiály. Threshold je pojem, který se často objevuje při studiu interakce laserů s hmotou. Pro studium materiálů s krátkými pulsy (které lze považovat za fázi USA), ultrakrátkých pulsů (které lze považovat za fázi ns) a dokonce i ultrarychlých (stadie ps a fs) laserových interakcí, první výzkumníci obvykle přijmout koncept energetické hustoty. Tento koncept na úrovni interakce představuje energii působící na cíl na jednotku plochy, v případě laseru stejné úrovně má tato diskuse větší význam.

Existuje také práh pro hustotu energie jednopulzní injekce. To také komplikuje studium interakce laser-hmota. Dnešní experimentální zařízení se však neustále mění, neustále se mění různé šířky pulsu, energie jednotlivých pulsů, opakovací frekvence a další parametry a dokonce je třeba uvažovat skutečný výkon laseru při kolísání energie pulsu v případě hustoty energie na měření, může být příliš hrubé. Obecně lze zhruba uvažovat, že hustota energie dělená šířkou pulzu je průměrná hustota výkonu v čase (všimněte si, že jde o čas, nikoli prostor). Je však zřejmé, že skutečný tvar vlny laseru nemusí být obdélníkový, čtvercový, dokonce ani zvonový nebo Gaussovský, a některé jsou určeny vlastnostmi samotného laseru, který je více tvarovaný.

Šířka pulzu je obvykle dána šířkou poloviční výšky, kterou poskytuje osciloskop (full peak half-width FWHM), což způsobí, že z hustoty energie, která je vysoká, vypočítáme hodnotu hustoty výkonu. Vhodnější poloviční výška a šířka by měla být vypočtena jako integrál, poloviční výška a šířka. Nebylo podrobně prozkoumáno, zda existuje relevantní standard pro nuance. Pro samotnou hustotu výkonu je při provádění výpočtů obvykle možné použít k výpočtu energii jednoho pulzu, energii jednoho pulzu/šířku pulzu/plochu bodu. , což je prostorový průměrný výkon, a pak vynásobený 2 pro prostorový špičkový výkon (prostorové rozložení je Gaussovo rozložení je taková úprava, cylindr to nemusí dělat), a pak vynásobený výrazem radiálního rozložení , A máte hotovo.

 


Čas odeslání: 12. června 2024