Id-densità tal-qawwa u d-densità tal-enerġija tal-laser

Id-densità tal-qawwa u d-densità tal-enerġija tal-laser

Id-densità hija kwantità fiżika li aħna familjari ħafna magħha fil-ħajja tagħna ta 'kuljum, id-densità li nikkuntattjaw l-aktar 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, hawn maqsuma mill-erja aktar milli l-volum. L-enerġija hija wkoll il-kuntatt tagħna ma 'ħafna kwantitajiet fiżiċi, minħabba li nużaw l-elettriku kuljum, l-elettriku se jinvolvi l-enerġija, l-unità standard internazzjonali tal-qawwa hija W, jiġifieri J/s, hija l-proporzjon tal-enerġija u l-unità tal-ħin, il- unità standard internazzjonali tal-enerġija hija J. Allura d-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 miż-żona tal-post tal-ħruġ hija d-densità tal-qawwa, li huwa, l-unità tad-densità tal-qawwa hija W/m2, u fil-qasam tal-laser, Minħabba li ż-żona tal-post tal-irradjazzjoni tal-lejżer hija pjuttost żgħira, għalhekk ġeneralment W/cm2 jintuża bħala unità. Id-densità tal-enerġija titneħħa mill-kunċett tal-ħin, li tgħaqqad l-enerġija u d-densità, u l-unità hija J/cm2. Normalment, 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 tistudja l-interazzjoni tal-lejżers mal-materja. Għall-istudju ta 'polz qasir (li jista' jitqies bħala l-istadju tal-Istati Uniti), polz ultra-qasir (li jista 'jitqies bħala l-istadju ns), u anke materjali ta' interazzjoni tal-laser ultra-veloċi (stadju ps u fs), riċerkaturi bikrija ġeneralment tadotta l-kunċett tad-densità tal-enerġija. Dan il-kunċett, fil-livell ta 'interazzjoni, jirrappreżenta l-enerġija li taġixxi fuq il-mira għal kull unità ta' żona, fil-każ ta 'laser tal-istess livell, din id-diskussjoni hija ta' sinifikat akbar.

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

Il-wisa 'tal-polz normalment tingħata mill-wisa' ta 'nofs għoli pprovduta mill-oxxilloskopju (FWHM full peak half-wisa'), li tikkawżana nikkalkulaw il-valur tad-densità tal-qawwa mid-densità tal-enerġija, li hija għolja. In-nofs għoli u wisa 'aktar xieraq għandhom jiġu kkalkulati mill-integral, nofs għoli u wisa'. Ma kien hemm l-ebda inkjesta dettaljata dwar jekk hemmx standard ta 'sfumatura rilevanti għall-għarfien.Għad-densità tal-qawwa nnifisha, meta tagħmel kalkoli, huwa ġeneralment possibbli li tintuża enerġija tal-polz waħda biex tikkalkula, enerġija tal-polz wieħed/wisa' tal-polz/żona tal-post. , li hija l-qawwa medja spazjali, u mbagħad immultiplikata bi 2, għall-ogħla qawwa spazjali (id-distribuzzjoni spazjali hija distribuzzjoni Gauss hija tali trattament, top-hat m'għandux għalfejn jagħmel dan), u imbagħad immultiplikat b'espressjoni ta 'distribuzzjoni radjali, U lest.