Ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga laser

Ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga laser

Ketumpatan ialah kuantiti fizikal yang kita biasa kenali dalam kehidupan seharian kita. Ketumpatan yang paling kerap kita sentuh ialah ketumpatan bahan, formulanya ialah ρ=m/v, iaitu ketumpatan adalah sama dengan jisim dibahagikan dengan isipadu. Tetapi ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga laser adalah berbeza, di sini dibahagikan dengan luas dan bukannya isipadu. Kuasa juga merupakan sentuhan kita dengan banyak kuantiti fizikal, kerana kita menggunakan elektrik setiap hari, elektrik akan melibatkan kuasa, unit standard antarabangsa untuk kuasa ialah W, iaitu, J/s, ialah nisbah unit tenaga dan masa, unit standard antarabangsa untuk tenaga ialah J. Jadi, ketumpatan kuasa ialah konsep menggabungkan kuasa dan ketumpatan, tetapi di sini ialah luas penyinaran titik dan bukannya isipadu, kuasa dibahagikan dengan luas titik output ialah ketumpatan kuasa, iaitu, unit ketumpatan kuasa ialah W/m2, dan dalammedan laser, kerana kawasan titik penyinaran laser agak kecil, jadi secara amnya W/cm2 digunakan sebagai satu unit. Ketumpatan tenaga dialih keluar daripada konsep masa, menggabungkan tenaga dan ketumpatan, dan unitnya ialah J/cm2. Biasanya, laser berterusan diterangkan menggunakan ketumpatan kuasa, manakalalaser berdenyutdihuraikan menggunakan kedua-dua ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga.

Apabila laser bertindak, ketumpatan kuasa biasanya menentukan sama ada ambang untuk memusnahkan, atau ablasi, atau bahan bertindak lain dicapai. Ambang ialah konsep yang sering muncul apabila mengkaji interaksi laser dengan jirim. Bagi kajian denyutan pendek (yang boleh dianggap sebagai peringkat us), denyutan ultra pendek (yang boleh dianggap sebagai peringkat ns), dan juga bahan interaksi laser ultra pantas (peringkat ps dan fs), penyelidik awal biasanya menerima pakai konsep ketumpatan tenaga. Konsep ini, pada tahap interaksi, mewakili tenaga yang bertindak pada sasaran per unit luas, dalam kes laser pada tahap yang sama, perbincangan ini lebih penting.

Terdapat juga ambang untuk ketumpatan tenaga suntikan denyut tunggal. Ini juga menjadikan kajian interaksi laser-jirim lebih rumit. Walau bagaimanapun, peralatan eksperimen hari ini sentiasa berubah, pelbagai lebar denyut, tenaga denyut tunggal, frekuensi pengulangan dan parameter lain sentiasa berubah, dan juga perlu mempertimbangkan output sebenar laser dalam turun naik tenaga denyut dalam kes ketumpatan tenaga untuk diukur, mungkin terlalu kasar. Secara amnya, boleh dianggap secara kasar bahawa ketumpatan tenaga dibahagikan dengan lebar denyut ialah ketumpatan kuasa purata masa (perhatikan bahawa ia adalah masa, bukan ruang). Walau bagaimanapun, adalah jelas bahawa bentuk gelombang laser sebenar mungkin bukan segi empat tepat, gelombang segi empat sama, atau loceng atau Gaussian, dan ada yang ditentukan oleh sifat laser itu sendiri, yang lebih berbentuk.

Lebar denyut biasanya diberikan oleh lebar separuh ketinggian yang disediakan oleh osiloskop (FWHM separuh lebar puncak penuh), yang menyebabkan kita mengira nilai ketumpatan kuasa daripada ketumpatan tenaga, yang tinggi. Separuh ketinggian dan lebar yang lebih sesuai harus dikira dengan kamiran, separuh ketinggian dan lebar. Tiada siasatan terperinci tentang sama ada terdapat piawaian nuansa yang relevan untuk diketahui. Untuk ketumpatan kuasa itu sendiri, semasa melakukan pengiraan, biasanya boleh menggunakan tenaga denyut tunggal untuk mengira, tenaga denyut tunggal/lebar denyut/luas titik, yang merupakan kuasa purata ruang, dan kemudian didarabkan dengan 2, untuk kuasa puncak ruang (taburan ruang ialah taburan Gauss ialah rawatan sedemikian, topi atas tidak perlu berbuat demikian), dan kemudian didarabkan dengan ungkapan taburan jejari, Dan anda sudah selesai.