Densitat de potència i densitat d'energia del làser
La densitat és una magnitud física amb la que estem molt familiaritzats a la nostra vida diària, la densitat amb la que més contactem és la densitat del material, la fórmula és ρ=m/v, és a dir, la densitat és igual a la massa dividida pel volum. Però la densitat de potència i la densitat d'energia del làser són diferents, aquí dividides per l'àrea en lloc del volum. La potència també és el nostre contacte amb moltes quantitats físiques, perquè utilitzem electricitat cada dia, l'electricitat implicarà potència, la unitat estàndard internacional de potència és W, és a dir, J/s, és la relació entre l'energia i la unitat de temps, la La unitat estàndard internacional d'energia és J. Per tant, la densitat de potència és el concepte de combinació de potència i densitat, però aquí hi ha l'àrea d'irradiació del punt en lloc del volum, la potència dividida per l'àrea del punt de sortida és la densitat de potència, és a dir , la unitat de densitat de potència és W/m2, i en elcamp làser, perquè l'àrea del punt d'irradiació làser és força petita, de manera que generalment s'utilitza W/cm2 com a unitat. La densitat d'energia s'elimina del concepte de temps, combinant energia i densitat, i la unitat és J/cm2. Normalment, els làsers continus es descriuen utilitzant la densitat de potència, mentre quelàsers polsatses descriuen utilitzant tant la densitat de potència com la densitat d'energia.
Quan el làser actua, la densitat de potència sol determinar si s'assoleix el llindar per a la destrucció, l'ablació o altres materials que actuen. El llindar és un concepte que apareix sovint quan s'estudia la interacció dels làsers amb la matèria. Per a l'estudi de materials d'interacció làser de pols curt (que es pot considerar com l'etapa dels EUA), pols ultra curt (que es pot considerar com l'etapa ns) i fins i tot de materials d'interacció làser ultra ràpids (etapa ps i fs), els primers investigadors solen Adoptar el concepte de densitat d'energia. Aquest concepte, a nivell d'interacció, representa l'energia que actua sobre l'objectiu per unitat de superfície, en el cas d'un làser del mateix nivell, aquesta discussió és de major transcendència.
També hi ha un llindar per a la densitat d'energia de la injecció d'un sol pols. Això també fa que l'estudi de la interacció làser-matèria sigui més complicat. Tanmateix, l'equip experimental actual està canviant constantment, una varietat d'amplada de pols, energia d'un pols únic, freqüència de repetició i altres paràmetres canvien constantment, i fins i tot cal tenir en compte la sortida real del làser en les fluctuacions d'energia del pols en el cas de la densitat d'energia. per mesurar, pot ser massa aspre. En general, es pot considerar aproximadament que la densitat d'energia dividida per l'amplada del pols és la densitat de potència mitjana del temps (tingueu en compte que és temps, no espai). Tanmateix, és obvi que la forma d'ona del làser real pot no ser rectangular, quadrada o fins i tot campana o gaussiana, i algunes estan determinades per les propietats del propi làser, que té més forma.
L'amplada del pols ve donada normalment per l'amplada de mitja alçada proporcionada per l'oscil·loscopi (FWHM full peak half-width), la qual cosa fa que calculem el valor de la densitat de potència a partir de la densitat d'energia, que és alta. La meitat d'alçada i amplada més adequades s'hauria de calcular per la integral, la meitat de l'alçada i l'amplada. No s'ha fet una investigació detallada sobre si hi ha un estàndard de matisos rellevant per conèixer. Per a la pròpia densitat de potència, quan es fan càlculs, normalment és possible utilitzar una sola energia de pols per calcular, una sola energia de pols/amplada de pols/àrea de punt. , que és la potència mitjana espacial, i després multiplicada per 2, per a la potència màxima espacial (la distribució espacial és la distribució de Gauss és un tractament així, el barret de copa no ho necessita) i després multiplicada per una expressió de distribució radial , I ja has acabat.
Hora de publicació: 12-juny-2024