Densidade de enerxía e densidade de enerxía do láser
A densidade é unha cantidade física coa que estamos moi familiarizados na nosa vida diaria, a densidade coa que máis contactamos é a densidade do material, a fórmula é ρ=m/v, é dicir, a densidade é igual á masa dividida polo volume. Pero a densidade de enerxía e a densidade de enerxía do láser son diferentes, aquí divididas pola área e non polo volume. A potencia tamén é o noso contacto con moitas cantidades físicas, porque usamos electricidade todos os días, a electricidade implicará enerxía, a unidade estándar internacional de potencia é W, é dicir, J/s, é a relación entre enerxía e unidade de tempo, o A unidade estándar internacional de enerxía é J. Polo tanto, a densidade de potencia é o concepto de combinación de potencia e densidade, pero aquí está a área de irradiación do punto en lugar do volume, a potencia dividida pola área do punto de saída é a densidade de potencia, é dicir , a unidade de densidade de potencia é W/m2, e encampo láser, porque a área do punto de irradiación con láser é bastante pequena, polo que xeralmente úsase W/cm2 como unidade. A densidade de enerxía elimínase do concepto de tempo, combinando enerxía e densidade, e a unidade é J/cm2. Normalmente, os láseres continuos descríbense usando a densidade de potencia, mentresláseres pulsadosdescríbense utilizando tanto a densidade de enerxía como a densidade de enerxía.
Cando o láser actúa, a densidade de potencia adoita determinar se se alcanza o limiar para a destrución, a ablación ou outros materiais actuantes. Limiar é un concepto que adoita aparecer cando se estuda a interacción dos láseres coa materia. Para o estudo de materiais de interacción con láser de pulso curto (que se pode considerar como a etapa estadounidense), pulso ultracurto (que pode considerarse como a etapa ns) e incluso materiais de interacción con láser ultrarrápidos (fase ps e fs), os primeiros investigadores adoitan adoptar o concepto de densidade de enerxía. Este concepto, a nivel de interacción, representa a enerxía que actúa sobre o obxectivo por unidade de superficie, no caso dun láser do mesmo nivel, esta discusión é de maior trascendencia.
Tamén hai un limiar para a densidade de enerxía da inxección de pulso único. Isto tamén fai que o estudo da interacción láser-materia sexa máis complicado. Non obstante, os equipos experimentais actuais están en constante cambio, unha variedade de ancho de pulso, enerxía de pulso único, frecuencia de repetición e outros parámetros están cambiando constantemente, e ata hai que considerar a saída real do láser nunhas flutuacións de enerxía de pulso no caso da densidade de enerxía. para medir, pode ser demasiado áspero.Xeneralmente, pódese considerar que a densidade de enerxía dividida polo ancho do pulso é a densidade de potencia media do tempo (teña en conta que é tempo, non espazo). Non obstante, é obvio que a forma de onda do láser real pode non ser rectangular, cadrada, nin sequera campá ou gaussiana, e algunhas están determinadas polas propiedades do propio láser, que ten máis forma.
O ancho do pulso adoita estar dado polo ancho de media altura que proporciona o osciloscopio (FWHM de media anchura de pico completo), o que fai que calculemos o valor da densidade de potencia a partir da densidade de enerxía, que é alta. A metade de altura e anchura máis adecuadas debe calcularse pola integral, a metade de altura e anchura. Non se realizou unha investigación detallada sobre se existe un estándar de matiz relevante para coñecer. Para a propia densidade de potencia, ao facer cálculos, adoita ser posible usar unha única enerxía de pulso para calcular, unha única enerxía de pulso/ancho de pulso/área de punto. , que é a potencia media espacial, e despois multiplicada por 2, para a potencia de pico espacial (a distribución espacial é a distribución de Gauss é un tratamento deste tipo, top-hat non precisa facelo), e despois multiplicada por unha expresión de distribución radial , E xa estás.
Hora de publicación: 12-Xun-2024