Effekttetthet og energitetthet for laser
Tetthet er en fysisk størrelse vi er veldig kjent med i vårt daglige liv, den tettheten vi kontakter mest er materialets tetthet, formelen er ρ=m/v, det vil si at tetthet er lik masse delt på volum. Men laserens krafttetthet og energitetthet er forskjellige, her delt på arealet i stedet for volumet. Kraft er også vår kontakt med mange fysiske størrelser, fordi vi bruker elektrisitet hver dag, elektrisitet vil involvere kraft, den internasjonale standardenheten for kraft er W, det vil si J/s, er forholdet mellom energi og tidsenhet, internasjonal standard enhet for energi er J. Så krafttettheten er konseptet med å kombinere kraft og tetthet, men her er bestrålingsområdet til flekken i stedet for volumet, kraften delt på utgangspunktområdet er effekttettheten, det vil si at enheten for effekttetthet er W/m2, og ilaserfelt, fordi laserbestrålingspunktområdet er ganske lite, så vanligvis brukes W/cm2 som en enhet. Energitettheten er fjernet fra begrepet tid, og kombinerer energi og tetthet, og enheten er J/cm2. Normalt beskrives kontinuerlige lasere ved bruk av effekttetthet, menspulserende lasereer beskrevet ved bruk av både effekttetthet og energitetthet.
Når laseren virker, bestemmer krafttettheten vanligvis om terskelen for å ødelegge, eller ablatere eller andre virkende materialer nås. Terskel er et konsept som ofte dukker opp når man studerer interaksjonen mellom lasere og materie. For studiet av kort puls (som kan betraktes som USA-stadiet), ultrakort puls (som kan betraktes som ns-stadiet), og til og med ultraraske (ps- og fs-stadiet) laserinteraksjonsmaterialer, vanligvis tidlige forskere ta i bruk konseptet energitetthet. Dette konseptet, på interaksjonsnivå, representerer energien som virker på målet per arealenhet, i tilfelle av en laser på samme nivå er denne diskusjonen av større betydning.
Det er også en terskel for energitettheten til enkeltpulsinjeksjon. Dette gjør også studiet av laser-materie-interaksjon mer komplisert. Imidlertid er dagens eksperimentelle utstyr i stadig endring, en rekke pulsbredder, enkeltpulsenergi, repetisjonsfrekvens og andre parametere er i konstant endring, og må til og med vurdere den faktiske utgangen til laseren i en pulsenergisvingninger i tilfelle energitetthet å måle, kan være for grovt. Generelt kan det grovt betraktes at energitettheten delt på pulsbredden er tiden gjennomsnittlig effekttetthet (merk at det er tid, ikke rom). Imidlertid er det åpenbart at den faktiske laserbølgeformen kanskje ikke er rektangulær, firkantet bølge eller til og med klokke eller gaussisk, og noen bestemmes av egenskapene til selve laseren, som er mer formet.
Pulsbredden er vanligvis gitt av halvhøydebredden som leveres av oscilloskopet (full peak halvbredde FWHM), som får oss til å beregne verdien av effekttettheten fra energitettheten, som er høy. Den mer hensiktsmessige halve høyden og bredden skal beregnes av integralen, halv høyde og bredde. Det har ikke vært noen detaljert undersøkelse om det er en relevant nyansestandard for å vite. For selve effekttettheten, når du gjør beregninger, er det vanligvis mulig å bruke en enkelt pulsenergi til å beregne, en enkelt pulsenergi/pulsbredde/punktområde , som er den romlige gjennomsnittseffekten, og deretter multiplisert med 2, for den romlige toppeffekten (den romlige fordelingen er Gauss-fordelingen er en slik behandling, top-hat trenger ikke for å gjøre det), og deretter multiplisert med et radialfordelingsuttrykk, og du er ferdig.
Innleggstid: Jun-12-2024