레이저의 전력 밀도 및 에너지 밀도

레이저의 전력 밀도 및 에너지 밀도

밀도는 우리가 일상 생활에서 매우 익숙한 물리적 양입니다. 우리가 가장 접촉하는 밀도는 재료의 밀도이며, 공식은 ρ = m/v, 즉 밀도를 대량으로 나누어 져 있습니다. 그러나 레이저의 전력 밀도와 에너지 밀도는 다르며 여기서는 부피가 아닌 영역으로 나뉩니다. 전력은 매일 전기를 사용하고 전기가 전력을 포함하고, 국제 표준 전력 단위는 W, 즉 J/S는 에너지와 시간 단위의 비율, 국제 표준 에너지 단위는 J입니다. 따라서 전력 밀도는 전력과 밀도의 개념이지만, 여기서는 전력 면적의 개념이 지점의 개념이되기 때문입니다. 전력 밀도는 w/m2입니다레이저 필드, 레이저 조사 지점 영역은 상당히 작기 때문에 일반적으로 CM2가 유닛으로 사용됩니다. 에너지 밀도는 에너지와 밀도를 결합하여 시간 개념에서 제거되며 장치는 J/CM2입니다. 일반적으로 연속 레이저는 전력 밀도를 사용하여 설명됩니다펄스 레이저전력 밀도와 에너지 밀도를 모두 사용하여 설명됩니다.

레이저가 작용할 때, 전력 밀도는 일반적으로 파괴 또는 절제 또는 기타 작용 재료에 도달하는지 여부를 결정합니다. 임계 값은 레이저와 물질과의 상호 작용을 연구 할 때 종종 나타나는 개념입니다. 짧은 펄스 (미국 단계로 간주 될 수 있음), 초-쇼트 펄스 (NS 단계로 간주 될 수 있음), 심지어 초고속 (PS 및 FS 단계) 레이저 상호 작용 재료에 대한 연구의 경우 초기 연구자들은 일반적으로 에너지 밀도의 개념을 채택합니다. 상호 작용 수준 에서이 개념은 단위 영역 당 대상에 작용하는 에너지를 나타냅니다. 같은 수준의 레이저의 경우,이 논의는 더 중요합니다.

단일 펄스 주입의 에너지 밀도에 대한 임계 값도 있습니다. 이것은 또한 레이저-반격 상호 작용에 대한 연구를 더 복잡하게 만듭니다. 그러나 오늘날의 실험 장비는 끊임없이 변화하고 있으며, 다양한 펄스 폭, 단일 펄스 에너지, 반복 주파수 및 기타 매개 변수가 끊임없이 변화하고 있으며, 측정하기위한 에너지 밀도의 경우 펄스 에너지 변동에서 레이저의 실제 출력을 고려해야합니다. 공간이 아닌 시간). 그러나 실제 레이저 파형은 직사각형, 정사각형 파 또는 벨 또는 가우시안이 아닐 수 있으며 일부는 레이저 자체의 특성에 의해 결정됩니다.

펄스 폭은 일반적으로 오실로스코프 (Full Peak Ceak alfgth FWHM)가 제공하는 반 높이 너비에 의해 주어 지므로 에너지 밀도로부터의 전력 밀도의 값을 계산하게됩니다. 적분, 반 높이 및 너비로 더 적절한 반 높이와 너비를 계산해야합니다. 전력 밀도 자체의 경우, 계산을 수행 할 때는 일반적으로 단일 펄스 에너지를 사용하여 계산하기 위해 단일 펄스 에너지/펄스 폭/스팟 영역을 사용하는 것이 일반적으로 공간적 피크 파워 인 2를 곱한 것이 가능합니다. 그런 다음 방사형 분포 식을 곱하면 완료됩니다.