Шчыльная магутнасць і шчыльнасць энергіі лазера

Шчыльная магутнасць і шчыльнасць энергіі лазера

Шчыльнасць - гэта фізічная велічыня, з якой мы добра знаёмыя ў паўсядзённым жыцці. Шчыльнасць, з якой мы часцей за ўсё кантактуем, - гэта шчыльнасць матэрыялу, формула ρ=m/v, гэта значыць шчыльнасць роўная масе, падзеленай на аб'ём. Але шчыльнасць магутнасці і шчыльнасць энергіі лазера розныя, тут падзеленыя на плошчу, а не на аб'ём. Магутнасць - гэта таксама наш кантакт з вялікай колькасцю фізічных велічынь, таму што мы выкарыстоўваем электрычнасць кожны дзень, электрычнасць будзе ўключаць у сябе магутнасць, міжнародная стандартная адзінка магутнасці - Вт, гэта значыць Дж/с, - гэта суадносіны энергіі і адзінкі часу, міжнароднай стандартнай адзінкай энергіі з'яўляецца Дж. Такім чынам, шчыльнасць магутнасці - гэта канцэпцыя аб'яднання магутнасці і шчыльнасці, але тут плошча апраменьвання плямы, а не аб'ём, магутнасць, падзеленая на плошчу выхаднога плямы, - гэта шчыльнасць магутнасці, гэта значыць , адзінка шчыльнасці магутнасці Вт/м2, а ў стлазернае поле, паколькі плошча плямы лазернага выпраменьвання даволі малая, таму звычайна Вт/см2 выкарыстоўваецца як адзінка. Шчыльнасць энергіі выдаляецца з паняцця часу, аб'ядноўваючы энергію і шчыльнасць, і адзінкай з'яўляецца Дж/см2. Звычайна бесперапынныя лазеры апісваюцца з дапамогай шчыльнасці магутнасці, у той час якімпульсныя лазерыапісваюцца з выкарыстаннем як шчыльнасці магутнасці, так і шчыльнасці энергіі.

Калі лазер дзейнічае, шчыльнасць магутнасці звычайна вызначае, ці будзе дасягнуты парог для разбурэння, або абляцыі, або іншых дзеючых матэрыялаў. Парог - паняцце, якое часта сустракаецца пры вывучэнні ўзаемадзеяння лазераў з рэчывам. Для вывучэння матэрыялаў лазернага ўзаемадзеяння з кароткім імпульсам (які можна разглядаць як стадыю us), ультракароткіх імпульсаў (які можна разглядаць як стадыю ns) і нават звышхуткіх (стадыя ps і fs) раннія даследчыкі звычайна прыняць паняцце аб шчыльнасці энергіі. Гэтая канцэпцыя на ўзроўні ўзаемадзеяння ўяўляе энергію, якая дзейнічае на мішэнь на адзінку плошчы, у выпадку лазера таго ж узроўню гэта абмеркаванне мае большае значэнне.

Існуе таксама парогавае значэнне для шчыльнасці энергіі ўводу аднаго імпульсу. Гэта таксама ўскладняе вывучэнне ўзаемадзеяння лазера і рэчыва. Тым не менш, сённяшняе эксперыментальнае абсталяванне пастаянна змяняецца, разнастайнасць працягласці імпульсу, энергіі адзінкавага імпульсу, частаты паўтарэння і іншых параметраў пастаянна змяняюцца, і нават неабходна ўлічваць фактычную магутнасць лазера ў ваганні энергіі імпульсу ў выпадку шчыльнасці энергіі для вымярэння можа быць занадта грубым. Як правіла, можна груба лічыць, што шчыльнасць энергіі, падзеленая на шырыню імпульсу, з'яўляецца сярэдняй па часе шчыльнасцю магутнасці (звярніце ўвагу, што гэта час, а не прастора). Аднак відавочна, што рэальная форма хвалі лазера можа быць не прастакутнай, квадратнай, нават званочнай або гаусовой, і некаторыя з іх вызначаюцца ўласцівасцямі самога лазера, які мае большую форму.

Шырыня імпульсу звычайна задаецца шырынёй напалову вышыні, якую забяспечвае асцылограф (поўны пік на паўшырыні FWHM), што прымушае нас вылічыць значэнне шчыльнасці магутнасці з шчыльнасці энергіі, якая з'яўляецца высокай. Больш прыдатныя паловы вышыні і шырыні павінны быць разлічаны інтэгралам, паловай вышыні і шырыні. Не было дэталёвага расследавання таго, ці існуе адпаведны стандарт нюансаў для ведання. Для самой шчыльнасці магутнасці пры разліках звычайна можна выкарыстоўваць энергію аднаго імпульсу для разліку энергіі аднаго імпульсу/шырыні імпульсу/плошчы плямы , якая з'яўляецца сярэдняй прасторавай магутнасцю, а затым памножыць на 2 для прасторавай пікавай магутнасці (прасторавае размеркаванне з'яўляецца размеркаваннем Гаўса - гэта такая апрацоўка, цыліндру гэта рабіць не трэба), а затым памножыць на выраз радыяльнага размеркавання , І ўсё гатова.