లేజర్ శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత

లేజర్ 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 అనేది వాల్యూమ్‌తో భాగించబడిన ద్రవ్యరాశికి సమానం. కానీ లేజర్ యొక్క శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత భిన్నంగా ఉంటాయి, ఇక్కడ వాల్యూమ్ కంటే ప్రాంతంతో విభజించబడింది. శక్తి అనేది చాలా భౌతిక పరిమాణాలతో మనకు పరిచయం, ఎందుకంటే మనం ప్రతిరోజూ విద్యుత్తును ఉపయోగిస్తాము, విద్యుత్తు శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, శక్తి యొక్క అంతర్జాతీయ ప్రమాణ యూనిట్ W, అంటే, J/s, శక్తి మరియు సమయ యూనిట్ యొక్క నిష్పత్తి, ది శక్తి యొక్క అంతర్జాతీయ ప్రమాణ యూనిట్ J. కాబట్టి శక్తి సాంద్రత అనేది శక్తి మరియు సాంద్రతను కలపడం అనే భావన, కానీ ఇక్కడ వాల్యూమ్ కంటే స్పాట్ యొక్క రేడియేషన్ ప్రాంతం, అవుట్‌పుట్ స్పాట్ ప్రాంతంతో విభజించబడిన శక్తి శక్తి సాంద్రత, అంటే , శక్తి సాంద్రత యూనిట్ W/m2, మరియు లోలేజర్ ఫీల్డ్, ఎందుకంటే లేజర్ రేడియేషన్ స్పాట్ ప్రాంతం చాలా చిన్నది, కాబట్టి సాధారణంగా W/cm2 యూనిట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. శక్తి సాంద్రత సమయం భావన నుండి తొలగించబడుతుంది, శక్తి మరియు సాంద్రత కలపడం, మరియు యూనిట్ J/cm2. సాధారణంగా, నిరంతర లేజర్‌లు శక్తి సాంద్రతను ఉపయోగించి వివరించబడతాయిపల్సెడ్ లేజర్స్శక్తి సాంద్రత మరియు శక్తి సాంద్రత రెండింటినీ ఉపయోగించి వివరించబడ్డాయి.

లేజర్ పనిచేసినప్పుడు, శక్తి సాంద్రత సాధారణంగా నాశనం చేయడం, లేదా అబ్లేటింగ్ లేదా ఇతర నటన పదార్థాలకు సంబంధించిన థ్రెషోల్డ్‌ను చేరుకుందా అని నిర్ణయిస్తుంది. థ్రెషోల్డ్ అనేది పదార్థంతో లేజర్ల పరస్పర చర్యను అధ్యయనం చేసేటప్పుడు తరచుగా కనిపించే ఒక భావన. షార్ట్ పల్స్ (దీనిని US స్టేజ్‌గా పరిగణించవచ్చు), అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ (దీనిని ns స్టేజ్‌గా పరిగణించవచ్చు) మరియు అల్ట్రా-ఫాస్ట్ (ps మరియు fs స్టేజ్) లేజర్ ఇంటరాక్షన్ మెటీరియల్‌ల అధ్యయనం కోసం, ప్రారంభ పరిశోధకులు సాధారణంగా శక్తి సాంద్రత భావనను స్వీకరించండి. ఈ కాన్సెప్ట్, ఇంటరాక్షన్ స్థాయిలో, యూనిట్ ఏరియాకు లక్ష్యంపై పనిచేసే శక్తిని సూచిస్తుంది, అదే స్థాయి లేజర్ విషయంలో, ఈ చర్చకు ఎక్కువ ప్రాముఖ్యత ఉంది.

సింగిల్ పల్స్ ఇంజెక్షన్ యొక్క శక్తి సాంద్రతకు థ్రెషోల్డ్ కూడా ఉంది. ఇది లేజర్-పదార్థ పరస్పర చర్య యొక్క అధ్యయనాన్ని మరింత క్లిష్టతరం చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, నేటి ప్రయోగాత్మక పరికరాలు నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి, వివిధ రకాల పల్స్ వెడల్పు, సింగిల్ పల్స్ శక్తి, పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఇతర పారామితులు నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి మరియు శక్తి సాంద్రత విషయంలో పల్స్ శక్తి హెచ్చుతగ్గులలో లేజర్ యొక్క వాస్తవ అవుట్‌పుట్‌ను కూడా పరిగణించాలి. కొలవడానికి, చాలా కఠినమైనది కావచ్చు.సాధారణంగా, శక్తి సాంద్రత పల్స్ వెడల్పుతో భాగించబడిన సమయ సగటు శక్తి సాంద్రత అని స్థూలంగా పరిగణించవచ్చు (ఇది సమయం, స్థలం కాదని గమనించండి). ఏది ఏమైనప్పటికీ, అసలు లేజర్ తరంగ రూపం దీర్ఘచతురస్రాకారంగా, చతురస్రాకారంలో ఉండకపోవచ్చు లేదా బెల్ లేదా గాస్సియన్‌గా ఉండకపోవచ్చు మరియు కొన్ని లేజర్ యొక్క లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, ఇది మరింత ఆకారంలో ఉంటుంది.

పల్స్ వెడల్పు సాధారణంగా ఓసిల్లోస్కోప్ (పూర్తి పీక్ హాఫ్-వెడల్పు FWHM) అందించిన సగం-ఎత్తు వెడల్పు ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇది శక్తి సాంద్రత నుండి శక్తి సాంద్రత యొక్క విలువను లెక్కించేలా చేస్తుంది, ఇది ఎక్కువగా ఉంటుంది. మరింత సముచితమైన సగం ఎత్తు మరియు వెడల్పును సమగ్ర, సగం ఎత్తు మరియు వెడల్పుతో లెక్కించాలి. తెలుసుకోవడం కోసం సంబంధిత సూక్ష్మభేదం ప్రమాణం ఉందా లేదా అనే దానిపై వివరణాత్మక విచారణ లేదు. శక్తి సాంద్రత కోసం, గణనలను చేస్తున్నప్పుడు, ఒకే పల్స్ శక్తి/పల్స్ వెడల్పు/స్పాట్ వైశాల్యాన్ని లెక్కించడానికి సాధారణంగా ఒకే పల్స్ శక్తిని ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది. , ఇది ప్రాదేశిక సగటు శక్తి, ఆపై ప్రాదేశిక గరిష్ట శక్తి కోసం 2 ద్వారా గుణించబడుతుంది (ప్రాదేశిక పంపిణీ అనేది గాస్ పంపిణీ అటువంటి చికిత్స, టాప్-టోపీ అలా చేయవలసిన అవసరం లేదు), ఆపై రేడియల్ పంపిణీ వ్యక్తీకరణతో గుణించబడుతుంది , మరియు మీరు పూర్తి చేసారు.