Densità tal-qawwa u densità tal-enerġija tal-lejżer

Densità tal-qawwa u densità tal-enerġija tal-lejżer

Id-densità hija kwantità fiżika li aħna familjari ħafna magħha fil-ħajja tagħna ta' kuljum, id-densità li l-aktar nikkuntattjaw hija d-densità tal-materjal, il-formula hija ρ=m/v, jiġifieri, id-densità hija ugwali għall-massa diviża bil-volum. Iżda d-densità tal-qawwa u d-densità tal-enerġija tal-lejżer huma differenti, hawnhekk diviża bl-erja aktar milli bil-volum. Il-qawwa hija wkoll il-kuntatt tagħna ma' ħafna kwantitajiet fiżiċi, peress li nużaw l-elettriku kuljum, l-elettriku jinvolvi l-qawwa, l-unità standard internazzjonali tal-qawwa hija W, jiġifieri, J/s, huwa l-proporzjon tal-unità tal-enerġija u l-ħin, l-unità standard internazzjonali tal-enerġija hija J. Għalhekk id-densità tal-qawwa hija l-kunċett li tgħaqqad il-qawwa u d-densità, iżda hawnhekk hija ż-żona tal-irradjazzjoni tal-post aktar milli l-volum, il-qawwa diviża bl-erja tal-post tal-ħruġ hija d-densità tal-qawwa, jiġifieri, l-unità tad-densità tal-qawwa hija W/m2, u fil-kamp tal-lejżer, minħabba li l-erja tal-punt tal-irradjazzjoni tal-lejżer hija pjuttost żgħira, għalhekk ġeneralment W/cm2 jintuża bħala unità. Id-densità tal-enerġija titneħħa mill-kunċett tal-ħin, billi jiġu kkombinati l-enerġija u d-densità, u l-unità hija J/cm2. Normalment, il-lejżers kontinwi huma deskritti bl-użu tad-densità tal-qawwa, filwaqt lilejżers pulsatihuma deskritti bl-użu kemm tad-densità tal-qawwa kif ukoll tad-densità tal-enerġija.

Meta l-lejżer jaġixxi, id-densità tal-qawwa ġeneralment tiddetermina jekk jintlaħaqx il-limitu għall-qerda, jew l-ablazzjoni, jew materjali oħra li jaġixxu. Il-limitu huwa kunċett li spiss jidher meta tiġi studjata l-interazzjoni tal-lejżers mal-materja. Għall-istudju ta' materjali ta' interazzjoni bil-lejżer b'impuls qasir (li jista' jitqies bħala l-istadju us), impuls ultra-qasir (li jista' jitqies bħala l-istadju ns), u anke ultra-veloċi (stadju ps u fs), ir-riċerkaturi bikrija ġeneralment jadottaw il-kunċett ta' densità tal-enerġija. Dan il-kunċett, fil-livell ta' interazzjoni, jirrappreżenta l-enerġija li taġixxi fuq il-mira għal kull unità ta' erja, fil-każ ta' lejżer tal-istess livell, din id-diskussjoni hija ta' sinifikat akbar.

Hemm ukoll limitu għad-densità tal-enerġija ta' injezzjoni ta' impuls wieħed. Dan jagħmel ukoll l-istudju tal-interazzjoni bejn il-lejżer u l-materja aktar ikkumplikat. Madankollu, it-tagħmir sperimentali tal-lum qed jinbidel kontinwament, varjetà ta' wisa' tal-impuls, enerġija ta' impuls wieħed, frekwenza ta' ripetizzjoni u parametri oħra qed jinbidlu kontinwament, u anke l-ħtieġa li tikkunsidra l-output attwali tal-lejżer f'varjazzjonijiet fl-enerġija tal-impuls fil-każ tad-densità tal-enerġija biex titkejjel, tista' tkun wisq approssimattiva. Ġeneralment, jista' jiġi kkunsidrat bejn wieħed u ieħor li d-densità tal-enerġija diviża bil-wisa' tal-impuls hija d-densità medja tal-qawwa fil-ħin (innota li huwa ħin, mhux spazju). Madankollu, huwa ovvju li l-forma tal-mewġa attwali tal-lejżer tista' ma tkunx rettangolari, mewġa kwadra, jew saħansitra qanpiena jew Gaussjana, u xi wħud huma determinati mill-proprjetajiet tal-lejżer innifsu, li huwa aktar iffurmat.

Il-wisa' tal-polz ġeneralment tingħata mill-wisa' ta' nofs l-għoli pprovduta mill-oxxilloskopju (nofs il-wisa' tal-quċċata sħiħa FWHM), li jġegħelna nikkalkulaw il-valur tad-densità tal-qawwa mid-densità tal-enerġija, li hija għolja. In-nofs għoli u l-wisa' aktar xierqa għandhom jiġu kkalkulati mill-integral, nofs għoli u wisa'. Ma saret l-ebda inkjesta dettaljata dwar jekk hemmx standard ta' sfumatura rilevanti biex tkun taf. Għad-densità tal-qawwa nnifisha, meta jsiru l-kalkoli, ġeneralment ikun possibbli li tintuża enerġija ta' polz wieħed biex tikkalkula, enerġija ta' polz wieħed/wisa' tal-polz/erja tal-post, li hija l-qawwa medja spazjali, u mbagħad immultiplikata b'2, għall-qawwa tal-quċċata spazjali (id-distribuzzjoni spazjali hija d-distribuzzjoni ta' Gauss hija trattament bħal dan, top-hat m'għandux bżonn jagħmel dan), u mbagħad immultiplikata b'espressjoni ta' distribuzzjoni radjali, U lest.