लेजर की शक्ति घनत्व और ऊर्जा घनत्व

लेजर की शक्ति घनत्व और ऊर्जा घनत्व

घनत्व एक भौतिक मात्रा है जिससे हम अपने दैनिक जीवन में बहुत परिचित हैं, जिस घनत्व से हम सबसे अधिक संपर्क करते हैं वह सामग्री का घनत्व है, सूत्र ρ=m/v है, अर्थात घनत्व आयतन से विभाजित द्रव्यमान के बराबर है। लेकिन लेजर की शक्ति घनत्व और ऊर्जा घनत्व अलग-अलग हैं, यहां आयतन के बजाय क्षेत्र से विभाजित किया गया है। बिजली भी कई भौतिक मात्राओं के साथ हमारा संपर्क है, क्योंकि हम हर दिन बिजली का उपयोग करते हैं, बिजली में बिजली शामिल होगी, बिजली की अंतरराष्ट्रीय मानक इकाई डब्ल्यू है, यानी जे/एस, ऊर्जा और समय इकाई का अनुपात है, ऊर्जा की अंतरराष्ट्रीय मानक इकाई जे है। इसलिए शक्ति घनत्व शक्ति और घनत्व के संयोजन की अवधारणा है, लेकिन यहां मात्रा के बजाय स्थान का विकिरण क्षेत्र है, आउटपुट स्पॉट क्षेत्र द्वारा विभाजित शक्ति शक्ति घनत्व है, अर्थात , शक्ति घनत्व की इकाई W/m2 है, और मेंलेजर क्षेत्र, क्योंकि लेज़र विकिरण स्पॉट क्षेत्र काफी छोटा है, इसलिए आम तौर पर W/cm2 को एक इकाई के रूप में उपयोग किया जाता है। ऊर्जा घनत्व को समय की अवधारणा से हटा दिया जाता है, ऊर्जा और घनत्व को मिलाकर, इकाई J/cm2 है। आम तौर पर, निरंतर लेज़रों का वर्णन शक्ति घनत्व का उपयोग करके किया जाता है, जबकिस्पंदित लेजरशक्ति घनत्व और ऊर्जा घनत्व दोनों का उपयोग करके वर्णित किया गया है।

जब लेज़र कार्य करता है, तो शक्ति घनत्व आमतौर पर यह निर्धारित करता है कि नष्ट करने, या पृथक करने, या अन्य अभिनय सामग्री की सीमा तक पहुँच गया है या नहीं। थ्रेशोल्ड एक अवधारणा है जो अक्सर पदार्थ के साथ लेज़रों की अंतःक्रिया का अध्ययन करते समय प्रकट होती है। शॉर्ट पल्स (जिसे यूएस स्टेज माना जा सकता है), अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स (जिसे एनएस स्टेज माना जा सकता है), और यहां तक ​​कि अल्ट्रा-फास्ट (पीएस और एफएस स्टेज) लेजर इंटरेक्शन सामग्री के अध्ययन के लिए, शुरुआती शोधकर्ता आमतौर पर ऊर्जा घनत्व की अवधारणा को अपनाएं। यह अवधारणा, अंतःक्रिया के स्तर पर, प्रति इकाई क्षेत्र लक्ष्य पर कार्य करने वाली ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करती है, समान स्तर के लेजर के मामले में, यह चर्चा अधिक महत्वपूर्ण है।

एकल पल्स इंजेक्शन की ऊर्जा घनत्व के लिए भी एक सीमा है। यह लेज़र-पदार्थ अंतःक्रिया के अध्ययन को और अधिक जटिल बना देता है। हालाँकि, आज के प्रायोगिक उपकरण लगातार बदल रहे हैं, विभिन्न प्रकार की पल्स चौड़ाई, एकल पल्स ऊर्जा, पुनरावृत्ति आवृत्ति और अन्य पैरामीटर लगातार बदल रहे हैं, और यहां तक ​​कि ऊर्जा घनत्व के मामले में पल्स ऊर्जा के उतार-चढ़ाव में लेजर के वास्तविक आउटपुट पर विचार करने की आवश्यकता है। मापने के लिए, बहुत मोटा हो सकता है। आम तौर पर, यह मोटे तौर पर माना जा सकता है कि पल्स चौड़ाई से विभाजित ऊर्जा घनत्व समय औसत शक्ति घनत्व है (ध्यान दें कि यह समय है, स्थान नहीं)। हालाँकि, यह स्पष्ट है कि वास्तविक लेज़र तरंग आयताकार, वर्गाकार तरंग, या यहाँ तक कि घंटी या गाऊसी नहीं हो सकती है, और कुछ लेज़र के गुणों द्वारा ही निर्धारित होते हैं, जो अधिक आकार का होता है।

पल्स की चौड़ाई आमतौर पर ऑसिलोस्कोप (पूर्ण शिखर आधी-चौड़ाई एफडब्ल्यूएचएम) द्वारा प्रदान की गई आधी-ऊंचाई की चौड़ाई द्वारा दी जाती है, जो हमें ऊर्जा घनत्व से बिजली घनत्व के मूल्य की गणना करने का कारण बनती है, जो कि उच्च है। अधिक उपयुक्त आधी ऊंचाई और चौड़ाई की गणना अभिन्न, आधी ऊंचाई और चौड़ाई से की जानी चाहिए। इस बारे में कोई विस्तृत जांच नहीं की गई है कि क्या जानने के लिए कोई प्रासंगिक बारीकियां मानक है। बिजली घनत्व के लिए, गणना करते समय, आमतौर पर गणना करने के लिए एकल पल्स ऊर्जा, एकल पल्स ऊर्जा/पल्स चौड़ाई/स्पॉट क्षेत्र का उपयोग करना संभव होता है। , जो स्थानिक औसत शक्ति है, और फिर स्थानिक शिखर शक्ति के लिए 2 से गुणा किया जाता है (स्थानिक वितरण गॉस वितरण एक ऐसा उपचार है, टॉप-हैट को ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है), और फिर रेडियल वितरण अभिव्यक्ति से गुणा किया जाता है , और आपने कल लिया।