ലേസറിന്റെ പവർ ഡെൻസിറ്റിയും എനർജി ഡെൻസിറ്റിയും

ലേസറിന്റെ പവർ ഡെൻസിറ്റിയും എനർജി ഡെൻസിറ്റിയും

നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ നമുക്ക് വളരെ പരിചിതമായ ഒരു ഭൗതിക അളവാണ് സാന്ദ്രത, നമ്മൾ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ബന്ധപ്പെടുന്ന സാന്ദ്രത വസ്തുവിന്റെ സാന്ദ്രതയാണ്, ഫോർമുല ρ=m/v ആണ്, അതായത്, സാന്ദ്രത വ്യാപ്തം കൊണ്ട് ഹരിച്ച പിണ്ഡത്തിന് തുല്യമാണ്. എന്നാൽ ലേസറിന്റെ പവർ ഡെൻസിറ്റിയും ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇവിടെ വോളിയത്തേക്കാൾ വിസ്തീർണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിച്ചാൽ. ധാരാളം ഭൗതിക അളവുകളുമായുള്ള നമ്മുടെ സമ്പർക്കവും പവർ ആണ്, നമ്മൾ എല്ലാ ദിവസവും വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, വൈദ്യുതിയിൽ പവർ ഉൾപ്പെടും, അന്താരാഷ്ട്ര സ്റ്റാൻഡേർഡ് പവർ യൂണിറ്റ് W ആണ്, അതായത്, J/s, ഊർജ്ജത്തിന്റെയും സമയത്തിന്റെയും അനുപാതമാണ്, അന്താരാഷ്ട്ര സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഊർജ്ജ യൂണിറ്റ് J ആണ്. അതിനാൽ പവർ ഡെൻസിറ്റി എന്നത് പവറും സാന്ദ്രതയും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ആശയമാണ്, എന്നാൽ ഇവിടെ വോളിയത്തേക്കാൾ സ്പോട്ടിന്റെ വികിരണ വിസ്തീർണ്ണം, ഔട്ട്‌പുട്ട് സ്പോട്ട് ഏരിയ കൊണ്ട് ഹരിച്ച പവർ പവർ ഡെൻസിറ്റിയാണ്, അതായത്, പവർ ഡെൻസിറ്റിയുടെ യൂണിറ്റ് W/m2 ആണ്, കൂടാതെലേസർ ഫീൽഡ്, ലേസർ വികിരണ സ്ഥലത്തിന്റെ വിസ്തീർണ്ണം വളരെ ചെറുതായതിനാൽ, സാധാരണയായി W/cm2 ഒരു യൂണിറ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഊർജ്ജവും സാന്ദ്രതയും സംയോജിപ്പിച്ച് സമയം എന്ന ആശയത്തിൽ നിന്ന് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ യൂണിറ്റ് J/cm2 ആണ്. സാധാരണയായി, തുടർച്ചയായ ലേസറുകളെ പവർ ഡെൻസിറ്റി ഉപയോഗിച്ചാണ് വിവരിക്കുന്നത്, അതേസമയംപൾസ്ഡ് ലേസറുകൾഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ഉപയോഗിച്ച് വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ലേസർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, പവർ ഡെൻസിറ്റി സാധാരണയായി നശിപ്പിക്കുന്നതിനോ അബ്ലേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിനോ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ആക്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കോ ​​ഉള്ള പരിധിയിലെത്തുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ദ്രവ്യവുമായുള്ള ലേസറുകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം പഠിക്കുമ്പോൾ പലപ്പോഴും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന ഒരു ആശയമാണ് ത്രെഷോൾഡ്. ഷോർട്ട് പൾസ് (ഇതിനെ യുഎസ് സ്റ്റേജായി കണക്കാക്കാം), അൾട്രാ-ഷോർട്ട് പൾസ് (ഇതിനെ എൻഎസ് സ്റ്റേജായി കണക്കാക്കാം), അൾട്രാ-ഫാസ്റ്റ് (പിഎസ്, എഫ്എസ് സ്റ്റേജ്) ലേസർ ഇന്ററാക്ഷൻ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന്, ആദ്യകാല ഗവേഷകർ സാധാരണയായി ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത എന്ന ആശയം സ്വീകരിക്കുന്നു. ഈ ആശയം, ഇന്ററാക്ഷൻ തലത്തിൽ, യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ ലക്ഷ്യത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതേ ലെവലിലുള്ള ലേസറിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഈ ചർച്ചയ്ക്ക് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമുണ്ട്.

സിംഗിൾ പൾസ് ഇഞ്ചക്ഷന്റെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്കും ഒരു പരിധിയുണ്ട്. ഇത് ലേസർ-ദ്രവ്യ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തെ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇന്നത്തെ പരീക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ നിരന്തരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, വൈവിധ്യമാർന്ന പൾസ് വീതി, സിംഗിൾ പൾസ് ഊർജ്ജം, ആവർത്തന ആവൃത്തി, മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവ നിരന്തരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ പൾസ് ഊർജ്ജത്തിലെ ലേസറിന്റെ യഥാർത്ഥ ഔട്ട്പുട്ട് പോലും പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുടെ കാര്യത്തിൽ പൾസ് ഊർജ്ജ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ അളക്കാൻ വളരെ പരുക്കനായിരിക്കാം. സാധാരണയായി, പൾസ് വീതി കൊണ്ട് ഹരിച്ച ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത സമയ ശരാശരി പവർ സാന്ദ്രതയാണെന്ന് ഏകദേശം കണക്കാക്കാം (ഇത് സ്ഥലമല്ല, സമയമാണെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക). എന്നിരുന്നാലും, യഥാർത്ഥ ലേസർ തരംഗരൂപം ദീർഘചതുരാകൃതിയിലുള്ളതോ ചതുരാകൃതിയിലുള്ളതോ മണിയോ ഗൗസിയനോ ആയിരിക്കില്ല എന്ന് വ്യക്തമാണ്, ചിലത് ലേസറിന്റെ തന്നെ ഗുണങ്ങളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു, അത് കൂടുതൽ ആകൃതിയിലാണ്.

പൾസ് വീതി സാധാരണയായി ഓസിലോസ്കോപ്പ് (പൂർണ്ണ പീക്ക് ഹാഫ്-വിഡ്ത്ത് FWHM) നൽകുന്ന പകുതി-ഉയരം വീതിയാണ് നൽകുന്നത്, ഇത് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയിൽ നിന്ന് പവർ സാന്ദ്രതയുടെ മൂല്യം കണക്കാക്കാൻ നമ്മെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, അത് ഉയർന്നതാണ്. കൂടുതൽ ഉചിതമായ പകുതി ഉയരവും വീതിയും ഇന്റഗ്രൽ, പകുതി ഉയരവും വീതിയും ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കണം. അറിയുന്നതിന് പ്രസക്തമായ ഒരു ന്യൂനൻസ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഉണ്ടോ എന്നതിനെക്കുറിച്ച് വിശദമായ അന്വേഷണം നടന്നിട്ടില്ല. പവർ ഡെൻസിറ്റിക്ക്, കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുമ്പോൾ, സാധാരണയായി ഒരു പൾസ് എനർജി ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാൻ കഴിയും, സിംഗിൾ പൾസ് എനർജി/പൾസ് വീതി/സ്പോട്ട് ഏരിയ, ഇത് സ്പേഷ്യൽ ശരാശരി പവർ ആണ്, തുടർന്ന് സ്പേഷ്യൽ പീക്ക് പവറിന് 2 കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാൽ (സ്പേഷ്യൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ എന്നത് ഗാസ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ അത്തരമൊരു ചികിത്സയാണ്, ടോപ്പ്-ഹാറ്റ് അങ്ങനെ ചെയ്യേണ്ടതില്ല), തുടർന്ന് ഒരു റേഡിയൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ എക്സ്പ്രഷൻ കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാൽ, നിങ്ങൾ പൂർത്തിയാക്കി.