ლაზერის სიმძლავრის და ენერგიის სიმკვრივე

ლაზერის სიმძლავრის და ენერგიის სიმკვრივე

სიმკვრივე არის ფიზიკური სიდიდე, რომელსაც ძალიან კარგად ვიცნობთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში, სიმკვრივე, რომელსაც ყველაზე მეტად ვუკავშირდებით, არის მასალის სიმკვრივე, ფორმულა არის ρ=m/v, ანუ სიმკვრივე უდრის მასას გაყოფილი მოცულობაზე. მაგრამ ლაზერის სიმძლავრის და ენერგიის სიმკვრივე განსხვავებულია, აქ იყოფა ფართობზე და არა მოცულობაზე. სიმძლავრე ასევე არის ჩვენი კონტაქტი უამრავ ფიზიკურ სიდიდეებთან, რადგან ჩვენ ყოველდღიურად ვიყენებთ ელექტროენერგიას, ელექტროენერგია მოიცავს ძალას, სიმძლავრის საერთაშორისო სტანდარტის ერთეული არის W, ანუ J/s, არის ენერგიისა და დროის ერთეულის თანაფარდობა, ენერგიის საერთაშორისო სტანდარტის ერთეული არის J. ასე რომ, სიმძლავრის სიმკვრივე არის სიმძლავრისა და სიმკვრივის გაერთიანების კონცეფცია, მაგრამ აქ არის ადგილის დასხივების ფართობი და არა მოცულობა, სიმძლავრე გაყოფილი გამომავალი წერტილის ფართობზე არის სიმძლავრის სიმკვრივე, ე.ი. , სიმძლავრის სიმკვრივის ერთეულია W/m2 და შილაზერული ველი, რადგან ლაზერული დასხივების ადგილი საკმაოდ მცირეა, ამიტომ ზოგადად W/cm2 გამოიყენება როგორც ერთეული. ენერგიის სიმკვრივე ამოღებულია დროის კონცეფციიდან, აერთიანებს ენერგიას და სიმკვრივეს და ერთეული არის J/cm2. ჩვეულებრივ, უწყვეტი ლაზერები აღწერილია სიმძლავრის სიმკვრივის გამოყენებით, ხოლოპულსირებული ლაზერებიაღწერილია როგორც სიმძლავრის, ასევე ენერგიის სიმკვრივის გამოყენებით.

როდესაც ლაზერი მოქმედებს, სიმძლავრის სიმკვრივე ჩვეულებრივ განსაზღვრავს, მიღწეულია თუ არა განადგურების, ან აბლაციის, ან სხვა მოქმედი მასალების ბარიერი. ბარიერი არის კონცეფცია, რომელიც ხშირად ჩნდება მატერიასთან ლაზერების ურთიერთქმედების შესწავლისას. მოკლე პულსის (რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს აშშ სტადიად), ულტრა მოკლე პულსის (რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს ns სტადიად) და თუნდაც ულტრა სწრაფი (ps და fs სტადია) ლაზერული ურთიერთქმედების მასალების შესასწავლად, ადრეული მკვლევარები ჩვეულებრივ მიიღეთ ენერგიის სიმკვრივის კონცეფცია. ეს კონცეფცია ურთიერთქმედების დონეზე წარმოადგენს სამიზნეზე მოქმედ ენერგიას ერთეულ ფართობზე, იმავე დონის ლაზერის შემთხვევაში ეს განხილვა უფრო დიდი მნიშვნელობა აქვს.

ასევე არსებობს ერთი პულსის ინექციის ენერგეტიკული სიმკვრივის ზღვარი. ეს ასევე ართულებს ლაზერული მატერიის ურთიერთქმედების შესწავლას. თუმცა, დღევანდელი ექსპერიმენტული მოწყობილობა მუდმივად იცვლება, პულსის სხვადასხვა სიგანე, ერთი პულსის ენერგია, განმეორების სიხშირე და სხვა პარამეტრები მუდმივად იცვლება და საჭიროა ლაზერის რეალური გამომუშავების გათვალისწინება პულსის ენერგიის რყევებში ენერგიის სიმკვრივის შემთხვევაში. გასაზომად, შეიძლება იყოს ძალიან უხეში. ზოგადად, უხეშად შეიძლება ჩაითვალოს, რომ ენერგიის სიმკვრივე გაყოფილი პულსის სიგანეზე არის დროის საშუალო სიმძლავრის სიმკვრივე (გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის დრო და არა სივრცე). თუმცა, აშკარაა, რომ ლაზერის ტალღის რეალური ფორმა არ შეიძლება იყოს მართკუთხა, კვადრატული ტალღის, ან თუნდაც ზარის ან გაუსიანი, და ზოგიერთი განისაზღვრება თავად ლაზერის თვისებებით, რომელიც უფრო ფორმიანია.

პულსის სიგანე ჩვეულებრივ მოცემულია ოსილოსკოპის მიერ მოწოდებული ნახევრად სიმაღლის სიგანეზე (სრული პიკი ნახევრად სიგანე FWHM), რაც გვაიძულებს გამოვთვალოთ სიმძლავრის სიმკვრივის მნიშვნელობა ენერგიის სიმკვრივიდან, რომელიც მაღალია. უფრო შესაფერისი ნახევარი სიმაღლე და სიგანე უნდა გამოითვალოს ინტეგრალური, ნახევარი სიმაღლე და სიგანე. არ ჩატარებულა დეტალური გამოკვლევა იმის შესახებ, არსებობს თუ არა შესაბამისი ნიუანსის სტანდარტი ცოდნისთვის. თავად სიმძლავრის სიმკვრივისთვის, გამოთვლების კეთებისას, ჩვეულებრივ, შესაძლებელია გამოვიყენოთ ერთი პულსის ენერგია, ერთი პულსის ენერგია/პულსის სიგანე/ლაქის ფართობი. , რომელიც არის საშუალო სივრცითი სიმძლავრე და შემდეგ მრავლდება 2-ზე, სივრცითი პიკური სიმძლავრისთვის (სივრცითი განაწილება არის გაუსის განაწილება ასეთი დამუშავებაა, ზედა ქუდი არ საჭიროებს ამის გაკეთებას) და შემდეგ მრავლდება რადიალური განაწილების გამოხატულებით , და თქვენ დაასრულეთ.