लेसरची उर्जा घनता आणि उर्जा घनता

लेसरची उर्जा घनता आणि उर्जा घनता

घनता ही एक भौतिक मात्रा आहे ज्याशी आपण आपल्या दैनंदिन जीवनात परिचित आहोत, आपण ज्या घनतेशी सर्वात जास्त संपर्क साधतो ती सामग्रीची घनता आहे, सूत्र ρ=m/v आहे, म्हणजेच घनता हे द्रव्यमानाने भागलेल्या वस्तुमानाच्या समान असते. परंतु लेसरची उर्जा घनता आणि उर्जा घनता भिन्न आहे, येथे खंडापेक्षा क्षेत्रफळाने विभाजित केले आहे. उर्जा हा आपला बऱ्याच भौतिक प्रमाणांशी असलेला संपर्क देखील आहे, कारण आपण दररोज वीज वापरतो, विजेमध्ये उर्जेचा समावेश असेल, विजेचे आंतरराष्ट्रीय मानक एकक W आहे, म्हणजेच, J/s, ऊर्जा आणि वेळेचे एकक, ऊर्जेचे आंतरराष्ट्रीय मानक एकक J आहे. त्यामुळे उर्जा घनता ही शक्ती आणि घनता एकत्रित करण्याची संकल्पना आहे, परंतु येथे व्हॉल्यूमऐवजी स्पॉटचे विकिरण क्षेत्र आहे, आउटपुट स्पॉट क्षेत्राद्वारे विभाजित केलेली शक्ती उर्जा घनता आहे, म्हणजे , पॉवर घनतेचे एकक W/m2 आहे, आणि मध्येलेसर फील्ड, कारण लेसर विकिरण स्पॉट क्षेत्र खूपच लहान आहे, म्हणून सामान्यतः W/cm2 एकक म्हणून वापरले जाते. ऊर्जा घनता वेळ संकल्पनेतून काढून टाकली जाते, ऊर्जा आणि घनता एकत्र केली जाते आणि एकक J/cm2 आहे. साधारणपणे, पॉवर डेन्सिटी वापरून सतत लेसरचे वर्णन केले जाते, तरस्पंदित लेसरउर्जा घनता आणि उर्जा घनता दोन्ही वापरून वर्णन केले आहे.

जेव्हा लेसर कार्य करते, तेव्हा उर्जा घनता सामान्यतः निर्धारित करते की नष्ट करणे, किंवा कमी करणे किंवा इतर अभिनय सामग्रीचा उंबरठा गाठला आहे की नाही. थ्रेशोल्ड ही एक संकल्पना आहे जी अनेकदा पदार्थांसह लेसरच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास करताना दिसून येते. शॉर्ट पल्स (ज्याला यूएस स्टेज मानले जाऊ शकते), अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स (ज्याला एनएस स्टेज म्हणून मानले जाऊ शकते), आणि अगदी अल्ट्रा-फास्ट (पीएस आणि एफएस स्टेज) लेसर संवाद सामग्रीच्या अभ्यासासाठी, प्रारंभिक संशोधक सहसा ऊर्जा घनता संकल्पना स्वीकारा. ही संकल्पना, परस्परसंवादाच्या पातळीवर, प्रति युनिट क्षेत्रावरील लक्ष्यावर कार्य करणारी ऊर्जा दर्शवते, त्याच पातळीच्या लेसरच्या बाबतीत, ही चर्चा अधिक महत्त्वाची आहे.

सिंगल पल्स इंजेक्शनच्या ऊर्जा घनतेसाठी थ्रेशोल्ड देखील आहे. हे लेसर-मॅटर परस्परसंवादाचा अभ्यास देखील अधिक क्लिष्ट बनवते. तथापि, आजची प्रायोगिक उपकरणे सतत बदलत आहेत, विविध प्रकारची नाडी रुंदी, एकल नाडी ऊर्जा, पुनरावृत्ती वारंवारता आणि इतर मापदंड सतत बदलत आहेत आणि ऊर्जा घनतेच्या बाबतीत नाडी उर्जेच्या चढउतारांमध्ये लेसरचे वास्तविक उत्पादन विचारात घेणे आवश्यक आहे. मोजण्यासाठी, खूप खडबडीत असू शकते. साधारणपणे, हे ढोबळमानाने मानले जाऊ शकते की नाडीच्या रुंदीने भागलेली ऊर्जा घनता ही वेळ सरासरी उर्जा घनता असते (लक्षात घ्या की ही वेळ आहे, जागा नाही). तथापि, हे स्पष्ट आहे की वास्तविक लेसर वेव्हफॉर्म आयताकृती, चौरस लहरी किंवा अगदी बेल किंवा गॉसियन असू शकत नाही आणि काही लेसरच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केले जातात, जे अधिक आकाराचे असतात.

नाडीची रुंदी सामान्यत: ऑसिलोस्कोप (पूर्ण शिखर अर्धा-रुंदी FWHM) द्वारे प्रदान केलेल्या अर्ध्या-उंची रुंदीद्वारे दिली जाते, ज्यामुळे आपल्याला ऊर्जा घनतेपासून पॉवर घनतेचे मूल्य मोजले जाते, जे जास्त आहे. अधिक योग्य अर्धी उंची आणि रुंदी अविभाज्य, अर्धी उंची आणि रुंदीने मोजली पाहिजे. जाणून घेण्यासाठी संबंधित सूक्ष्म मानक आहे की नाही याबद्दल कोणतीही तपशीलवार चौकशी झालेली नाही. पॉवर डेन्सिटी स्वतःसाठी, गणना करताना, गणना करण्यासाठी, एकल नाडी ऊर्जा/पल्स रुंदी/स्पॉट क्षेत्रफळ मोजण्यासाठी एकल नाडी ऊर्जा वापरणे शक्य आहे. , जी अवकाशीय सरासरी शक्ती आहे, आणि नंतर 2 ने गुणाकार केली जाते, अवकाशीय शिखर शक्तीसाठी (स्थानिक वितरण हे गॉस वितरण आहे अशी एक उपचार आहे, टॉप-हॅटला तसे करण्याची आवश्यकता नाही), आणि नंतर रेडियल वितरण अभिव्यक्तीने गुणाकार केला जातो , आणि तुम्ही पूर्ण केले.