లేజర్ యొక్క శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత

లేజర్ యొక్క శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత

సాంద్రత అనేది మన దైనందిన జీవితంలో మనకు బాగా తెలిసిన భౌతిక పరిమాణం, మనం ఎక్కువగా సంప్రదించే సాంద్రత పదార్థం యొక్క సాంద్రత, సూత్రం ρ=m/v, అంటే, సాంద్రత ద్రవ్యరాశిని వాల్యూమ్‌తో భాగించినప్పుడు సమానం. కానీ లేజర్ యొక్క శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత భిన్నంగా ఉంటాయి, ఇక్కడ వాల్యూమ్ కంటే వైశాల్యంతో భాగించబడుతుంది. శక్తి కూడా చాలా భౌతిక పరిమాణాలతో మన పరిచయం, మనం ప్రతిరోజూ విద్యుత్తును ఉపయోగిస్తున్నందున, విద్యుత్తు శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, అంతర్జాతీయ ప్రామాణిక శక్తి యూనిట్ W, అంటే, J/s, శక్తి మరియు సమయ యూనిట్ నిష్పత్తి, అంతర్జాతీయ ప్రామాణిక శక్తి యూనిట్ J. కాబట్టి శక్తి సాంద్రత అనేది శక్తి మరియు సాంద్రతను కలపడం యొక్క భావన, కానీ ఇక్కడ వాల్యూమ్ కంటే స్పాట్ యొక్క వికిరణ ప్రాంతం ఉంది, అవుట్‌పుట్ స్పాట్ ప్రాంతంతో విభజించబడిన శక్తి శక్తి సాంద్రత, అంటే, శక్తి సాంద్రత యొక్క యూనిట్ W/m2, మరియులేజర్ క్షేత్రం, ఎందుకంటే లేజర్ వికిరణ స్పాట్ ప్రాంతం చాలా చిన్నది, కాబట్టి సాధారణంగా W/cm2 ను ఒక యూనిట్‌గా ఉపయోగిస్తారు. శక్తి మరియు సాంద్రతను కలిపి, శక్తి సాంద్రత సమయం భావన నుండి తొలగించబడుతుంది మరియు యూనిట్ J/cm2. సాధారణంగా, నిరంతర లేజర్‌లను శక్తి సాంద్రతను ఉపయోగించి వివరిస్తారు, అయితేపల్స్డ్ లేజర్లుశక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత రెండింటినీ ఉపయోగించి వివరించబడ్డాయి.

లేజర్ పనిచేసినప్పుడు, శక్తి సాంద్రత సాధారణంగా నాశనం చేయడానికి లేదా తొలగించడానికి లేదా ఇతర క్రియాశీల పదార్థాలకు థ్రెషోల్డ్‌ను చేరుకుంటుందో లేదో నిర్ణయిస్తుంది. పదార్థంతో లేజర్‌ల పరస్పర చర్యను అధ్యయనం చేసేటప్పుడు థ్రెషోల్డ్ అనేది తరచుగా కనిపించే భావన. షార్ట్ పల్స్ (దీనిని us దశగా పరిగణించవచ్చు), అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ (దీనిని ns దశగా పరిగణించవచ్చు) మరియు అల్ట్రా-ఫాస్ట్ (ps మరియు fs దశ) లేజర్ ఇంటరాక్షన్ పదార్థాల అధ్యయనం కోసం, ప్రారంభ పరిశోధకులు సాధారణంగా శక్తి సాంద్రత భావనను అవలంబిస్తారు. ఈ భావన, పరస్పర చర్య స్థాయిలో, యూనిట్ ప్రాంతానికి లక్ష్యంపై పనిచేసే శక్తిని సూచిస్తుంది, అదే స్థాయి లేజర్ విషయంలో, ఈ చర్చకు ఎక్కువ ప్రాముఖ్యత ఉంది.

సింగిల్ పల్స్ ఇంజెక్షన్ యొక్క శక్తి సాంద్రతకు కూడా ఒక పరిమితి ఉంది. ఇది లేజర్-పదార్థ పరస్పర చర్య యొక్క అధ్యయనాన్ని మరింత క్లిష్టతరం చేస్తుంది. అయితే, నేటి ప్రయోగాత్మక పరికరాలు నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి, వివిధ రకాల పల్స్ వెడల్పు, సింగిల్ పల్స్ శక్తి, పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఇతర పారామితులు నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి మరియు పల్స్ శక్తిలో లేజర్ యొక్క వాస్తవ అవుట్‌పుట్‌ను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. శక్తి సాంద్రత కొలవడానికి శక్తి సాంద్రత విషయంలో హెచ్చుతగ్గులు చాలా కఠినంగా ఉండవచ్చు. సాధారణంగా, పల్స్ వెడల్పుతో విభజించబడిన శక్తి సాంద్రత సమయం సగటు శక్తి సాంద్రత అని సుమారుగా పరిగణించవచ్చు (ఇది స్థలం కాదు, సమయం అని గమనించండి). అయితే, వాస్తవ లేజర్ తరంగ రూపం దీర్ఘచతురస్రాకారంగా, చదరపు తరంగాలుగా లేదా గంట లేదా గాసియన్‌గా ఉండకపోవచ్చు మరియు కొన్ని లేజర్ యొక్క లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, ఇది మరింత ఆకారంలో ఉంటుంది.

పల్స్ వెడల్పు సాధారణంగా ఓసిల్లోస్కోప్ (పూర్తి పీక్ హాఫ్-వెడల్పు FWHM) ద్వారా అందించబడిన సగం-ఎత్తు వెడల్పు ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇది శక్తి సాంద్రత నుండి శక్తి సాంద్రత యొక్క విలువను లెక్కించడానికి కారణమవుతుంది, ఇది ఎక్కువగా ఉంటుంది. మరింత సముచితమైన సగం ఎత్తు మరియు వెడల్పును సమగ్ర, సగం ఎత్తు మరియు వెడల్పు ద్వారా లెక్కించాలి. తెలుసుకోవడం కోసం సంబంధిత స్వల్పభేద ప్రమాణం ఉందా అనే దానిపై వివరణాత్మక విచారణ జరగలేదు. విద్యుత్ సాంద్రత కోసం, గణనలు చేస్తున్నప్పుడు, సాధారణంగా ఒకే పల్స్ శక్తిని లెక్కించడానికి, ఒకే పల్స్ శక్తి/పల్స్ వెడల్పు/స్పాట్ ప్రాంతాన్ని ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది ప్రాదేశిక సగటు శక్తి, ఆపై ప్రాదేశిక పీక్ శక్తి కోసం 2తో గుణించబడుతుంది (స్పేషియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ గాస్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ అటువంటి చికిత్స, టాప్-హాట్ అలా చేయవలసిన అవసరం లేదు), ఆపై రేడియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ వ్యక్తీకరణతో గుణించబడుతుంది, మరియు మీరు పూర్తి చేసారు.