Kepadatan daya dan kepadatan energi laser

Kepadatan daya dan kepadatan energi laser

Kepadatan adalah kuantitas fisik yang sangat kita kenal dalam kehidupan sehari-hari, kepadatan yang paling sering kita sentuh adalah kepadatan material, rumusnya adalah ρ=m/v, yaitu, kepadatan sama dengan massa dibagi volume. Namun, kepadatan daya dan kepadatan energi laser berbeda, di sini dibagi dengan luas daripada volume. Daya juga merupakan kontak kita dengan banyak kuantitas fisik, karena kita menggunakan listrik setiap hari, listrik akan melibatkan daya, satuan standar internasional daya adalah W, yaitu, J/s, adalah rasio energi dan satuan waktu, satuan standar internasional energi adalah J. Jadi, kepadatan daya adalah konsep menggabungkan daya dan kepadatan, tetapi di sini adalah area penyinaran titik daripada volume, daya dibagi dengan area titik keluaran adalah kepadatan daya, yaitu, satuan kepadatan daya adalah W/m2, dan dalambidang laser, karena area titik iradiasi laser cukup kecil, maka umumnya digunakan W/cm2 sebagai satuan. Kepadatan energi dihilangkan dari konsep waktu, menggabungkan energi dan kepadatan, dan satuannya adalah J/cm2. Biasanya, laser kontinyu dijelaskan menggunakan kepadatan daya, sedangkanlaser berdenyutdijelaskan menggunakan kerapatan daya dan kerapatan energi.

Ketika laser bekerja, kerapatan daya biasanya menentukan apakah ambang batas untuk penghancuran, atau pengablasian, atau material lain yang bekerja tercapai. Ambang batas adalah konsep yang sering muncul ketika mempelajari interaksi laser dengan materi. Untuk studi tentang material interaksi laser pulsa pendek (yang dapat dianggap sebagai tahap us), pulsa ultra-pendek (yang dapat dianggap sebagai tahap ns), dan bahkan ultra-cepat (tahap ps dan fs), para peneliti awal biasanya mengadopsi konsep kerapatan energi. Konsep ini, pada tingkat interaksi, merepresentasikan energi yang bekerja pada target per satuan luas, dalam kasus laser dengan tingkat yang sama, pembahasan ini memiliki signifikansi yang lebih besar.

Ada juga ambang batas untuk kepadatan energi injeksi pulsa tunggal. Hal ini juga membuat studi interaksi laser-materi menjadi lebih rumit. Namun, peralatan eksperimen saat ini terus berubah, berbagai lebar pulsa, energi pulsa tunggal, frekuensi pengulangan, dan parameter lainnya terus berubah, dan bahkan perlu mempertimbangkan keluaran laser yang sebenarnya dalam fluktuasi energi pulsa dalam hal kepadatan energi untuk diukur, mungkin terlalu kasar. Secara umum, dapat dianggap secara kasar bahwa kepadatan energi dibagi dengan lebar pulsa adalah kepadatan daya rata-rata waktu (perhatikan bahwa itu adalah waktu, bukan ruang). Namun, jelas bahwa bentuk gelombang laser yang sebenarnya mungkin tidak berbentuk persegi panjang, gelombang persegi, atau bahkan lonceng atau Gaussian, dan beberapa ditentukan oleh sifat-sifat laser itu sendiri, yang lebih berbentuk.

Lebar pulsa biasanya diberikan oleh lebar setengah tinggi yang disediakan oleh osiloskop (FWHM setengah lebar puncak penuh), yang menyebabkan kita menghitung nilai kerapatan daya dari kerapatan energi, yang tinggi. Setengah tinggi dan lebar yang lebih tepat harus dihitung dengan integral, setengah tinggi dan lebar. Belum ada penyelidikan terperinci tentang apakah ada standar nuansa yang relevan untuk diketahui. Untuk kerapatan daya itu sendiri, saat melakukan perhitungan, biasanya memungkinkan untuk menggunakan energi pulsa tunggal untuk menghitung, energi pulsa tunggal/lebar pulsa/area titik, yang merupakan daya rata-rata spasial, dan kemudian dikalikan dengan 2, untuk daya puncak spasial (distribusi spasial adalah distribusi Gauss adalah perawatan seperti itu, top-hat tidak perlu melakukannya), dan kemudian dikalikan dengan ekspresi distribusi radial, Dan selesai.