Լազերի հզորության խտությունը և էներգիայի խտությունը

Լազերի հզորության խտությունը և էներգիայի խտությունը

Խտությունը ֆիզիկական մեծություն է, որին մեզ շատ ծանոթ է մեր առօրյա կյանքում, խտությունը, որին մենք ամենաշատը շփվում ենք, նյութի խտությունն է, բանաձևը ρ=m/v է, այսինքն՝ խտությունը հավասար է զանգվածին բաժանված ծավալով։ Բայց լազերի հզորության խտությունը և էներգիայի խտությունը տարբեր են, այստեղ բաժանված են ոչ թե ծավալով, այլ տարածքով: Հզորությունը նաև մեր շփումն է բազմաթիվ ֆիզիկական մեծությունների հետ, քանի որ մենք օգտագործում ենք էլեկտրաէներգիա ամեն օր, էլեկտրաէներգիան կներառի հզորություն, հզորության միջազգային ստանդարտ միավորը W-ն է, այսինքն J/s-ը էներգիայի և ժամանակի միավորի հարաբերակցությունն է, Էներգիայի միջազգային ստանդարտ միավորը J-ն է: Այսպիսով, հզորության խտությունը հզորությունն ու խտությունը համատեղելու հասկացությունն է, բայց այստեղ ավելի շուտ կետի ճառագայթման տարածքն է, քան ծավալը, հզորությունը, որը բաժանված է ելքային կետի տարածքի վրա, էներգիայի խտությունն է, այսինքն. , հզորության խտության միավորը Վտ/մ2 է, իսկ մեջլազերային դաշտ, քանի որ լազերային ճառագայթման կետի տարածքը բավականին փոքր է, ուստի ընդհանուր առմամբ W/cm2 օգտագործվում է որպես միավոր։ Էներգիայի խտությունը հանվում է ժամանակ հասկացությունից՝ միավորելով էներգիան և խտությունը, և միավորը J/cm2 է։ Սովորաբար, շարունակական լազերները նկարագրվում են՝ օգտագործելով հզորության խտությունը, մինչդեռիմպուլսային լազերներնկարագրված են՝ օգտագործելով և՛ հզորության խտությունը, և՛ էներգիայի խտությունը:

Երբ լազերը գործում է, հզորության խտությունը սովորաբար որոշում է, թե արդյոք հասել է ոչնչացման, ոչնչացման կամ այլ գործող նյութերի շեմը: Շեմը հասկացություն է, որը հաճախ ի հայտ է գալիս նյութի հետ լազերների փոխազդեցությունն ուսումնասիրելիս։ Կարճ իմպուլսների (որը կարելի է համարել որպես ԱՄՆ փուլ), ծայրահեղ կարճ իմպուլսի (որը կարելի է համարել ns փուլ) և նույնիսկ գերարագ (ps և fs փուլ) լազերային փոխազդեցության նյութերի ուսումնասիրության համար վաղ հետազոտողները սովորաբար ընդունել էներգիայի խտության հայեցակարգը. Այս հայեցակարգը փոխազդեցության մակարդակում ներկայացնում է թիրախի վրա գործող էներգիան մեկ միավորի մակերեսով, նույն մակարդակի լազերի դեպքում այս քննարկումն ավելի մեծ նշանակություն ունի։

Կա նաև մեկ իմպուլսային ներարկման էներգիայի խտության շեմ: Սա նաև բարդացնում է լազերային նյութի փոխազդեցության ուսումնասիրությունը: Այնուամենայնիվ, այսօրվա փորձարարական սարքավորումները անընդհատ փոխվում են, իմպուլսի լայնությունը, մեկ իմպուլսի էներգիան, կրկնության հաճախականությունը և այլ պարամետրեր անընդհատ փոխվում են, և նույնիսկ անհրաժեշտ է հաշվի առնել լազերի իրական ելքը իմպուլսի էներգիայի տատանումների դեպքում էներգիայի խտության դեպքում: չափելու համար, կարող է չափազանց կոպիտ լինել: Ընդհանրապես, կարելի է մոտավորապես համարել, որ էներգիայի խտությունը, որը բաժանվում է իմպուլսի լայնության վրա, ժամանակի միջին հզորության խտությունն է (նկատի ունեցեք, որ դա ժամանակ է, ոչ թե տարածություն): Այնուամենայնիվ, ակնհայտ է, որ իրական լազերային ալիքի ձևը չի կարող լինել ուղղանկյուն, քառակուսի ալիք կամ նույնիսկ զանգ կամ գաուսյան, և որոշները որոշվում են հենց լազերի հատկություններով, որն ավելի ձևավորված է:

Զարկերակային լայնությունը սովորաբար տրվում է օսցիլոսկոպի կողմից տրամադրված կես բարձրության լայնությամբ (լրիվ գագաթնակետ կիսալայնությամբ FWHM), որը ստիպում է մեզ հաշվարկել հզորության խտության արժեքը էներգիայի խտությունից, որը բարձր է: Ավելի հարմար կես բարձրությունը և լայնությունը պետք է հաշվարկվեն ինտեգրալով, կես բարձրությամբ և լայնությամբ: Չի եղել մանրամասն հարցում, թե արդյոք կա համապատասխան նրբերանգային ստանդարտ իմացության համար: Հզորության խտության համար, հաշվարկներ կատարելիս, սովորաբար հնարավոր է օգտագործել մեկ զարկերակային էներգիա՝ հաշվարկելու համար, մեկ իմպուլսի էներգիա/զարկերակային լայնություն/տեղի տարածք: , որը տարածական միջին հզորությունն է, և այնուհետև բազմապատկվում է 2-ով, տարածական գագաթնակետային հզորության համար (տարածական բաշխումն է՝ Գաուսի բաշխումը նման վերաբերմունք է, վերևի գլխարկը դա անելու կարիք չունի), այնուհետև բազմապատկվում է ճառագայթային բաշխման արտահայտությամբ։ , Եվ դու ավարտեցիր: