લેસરની પાવર ડેન્સિટી અને એનર્જી ડેન્સિટી

લેસરની પાવર ડેન્સિટી અને એનર્જી ડેન્સિટી

ઘનતા એ ભૌતિક જથ્થા છે જેનાથી આપણે આપણા રોજિંદા જીવનમાં ખૂબ જ પરિચિત છીએ, આપણે જે ઘનતાનો સૌથી વધુ સંપર્ક કરીએ છીએ તે સામગ્રીની ઘનતા છે, સૂત્ર ρ=m/v છે, એટલે કે, ઘનતા વોલ્યુમ દ્વારા વિભાજિત સમૂહની બરાબર છે. પરંતુ લેસરની પાવર ડેન્સિટી અને એનર્જી ડેન્સિટી અલગ છે, અહીં વોલ્યુમને બદલે વિસ્તાર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે. પાવર એ ઘણા બધા ભૌતિક જથ્થાઓ સાથેનો આપણો સંપર્ક પણ છે, કારણ કે આપણે દરરોજ વીજળીનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, વીજળીનો સમાવેશ થાય છે, પાવરનું આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણ એકમ W છે, એટલે કે, J/s, ઊર્જા અને સમય એકમનો ગુણોત્તર છે, ઉર્જાનું આંતરરાષ્ટ્રીય માનક એકમ J છે. તેથી પાવર ડેન્સિટી એ પાવર અને ડેન્સિટીનું સંયોજન છે, પરંતુ અહીં વોલ્યુમને બદલે સ્પોટનો ઇરેડિયેશન એરિયા છે, આઉટપુટ સ્પોટ એરિયા દ્વારા વિભાજિત પાવર પાવર ડેન્સિટી છે, એટલે કે , પાવર ઘનતાનું એકમ W/m2 છે, અને માંલેસર ક્ષેત્ર, કારણ કે લેસર ઇરેડિયેશન સ્પોટ એરિયા એકદમ નાનો છે, તેથી સામાન્ય રીતે W/cm2 નો ઉપયોગ એકમ તરીકે થાય છે. ઉર્જા ઘનતાને સમયની વિભાવનામાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, ઊર્જા અને ઘનતાને જોડીને, અને એકમ J/cm2 છે. સામાન્ય રીતે, સતત લેસરોનું વર્ણન પાવર ડેન્સિટીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જ્યારેસ્પંદિત લેસરોપાવર ડેન્સિટી અને એનર્જી ડેન્સિટી બંનેનો ઉપયોગ કરીને વર્ણવવામાં આવે છે.

જ્યારે લેસર કાર્ય કરે છે, ત્યારે પાવર ડેન્સિટી સામાન્ય રીતે નિર્ધારિત કરે છે કે શું નાશ કરવા, અથવા એબ્લેટિંગ અથવા અન્ય અભિનય સામગ્રી માટે થ્રેશોલ્ડ પહોંચી ગયું છે. થ્રેશોલ્ડ એ એક ખ્યાલ છે જે દ્રવ્ય સાથે લેસરોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરતી વખતે વારંવાર દેખાય છે. ટૂંકા પલ્સ (જેને યુએસ સ્ટેજ તરીકે ગણી શકાય), અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સ (જેને એનએસ સ્ટેજ તરીકે ગણી શકાય), અને અલ્ટ્રા-ફાસ્ટ (પીએસ અને એફએસ સ્ટેજ) લેસર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સામગ્રીના અભ્યાસ માટે, પ્રારંભિક સંશોધકો સામાન્ય રીતે ઊર્જા ઘનતાનો ખ્યાલ અપનાવો. આ ખ્યાલ, ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સ્તરે, એકમ વિસ્તાર દીઠ લક્ષ્ય પર કાર્ય કરતી ઊર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, સમાન સ્તરના લેસરના કિસ્સામાં, આ ચર્ચા વધુ મહત્વ ધરાવે છે.

સિંગલ પલ્સ ઇન્જેક્શનની ઊર્જા ઘનતા માટે થ્રેશોલ્ડ પણ છે. આ લેસર-મેટર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના અભ્યાસને વધુ જટિલ બનાવે છે. જો કે, આજના પ્રાયોગિક સાધનો સતત બદલાતા રહે છે, વિવિધ પલ્સ પહોળાઈ, સિંગલ પલ્સ એનર્જી, રિપીટિશન ફ્રીક્વન્સી અને અન્ય પરિમાણો સતત બદલાતા રહે છે, અને ઊર્જા ઘનતાના કિસ્સામાં પલ્સ એનર્જીના વધઘટમાં લેસરના વાસ્તવિક આઉટપુટને ધ્યાનમાં લેવાની પણ જરૂર છે. માપવા માટે, તે ખૂબ રફ હોઈ શકે છે. સામાન્ય રીતે, તે અંદાજે ગણી શકાય કે પલ્સ પહોળાઈ દ્વારા વિભાજિત ઊર્જા ઘનતા એ સમયની સરેરાશ શક્તિ ઘનતા છે (નોંધ કરો કે તે સમય છે, જગ્યા નથી). જો કે, તે સ્પષ્ટ છે કે વાસ્તવિક લેસર વેવફોર્મ લંબચોરસ, ચોરસ તરંગ, અથવા બેલ અથવા ગૌસીયન પણ ન હોઈ શકે, અને કેટલાક લેસરના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે વધુ આકાર ધરાવે છે.

પલ્સ પહોળાઈ સામાન્ય રીતે ઓસિલોસ્કોપ (સંપૂર્ણ પીક અર્ધ-પહોળાઈ FWHM) દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી અડધી-ઊંચાઈની પહોળાઈ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જેના કારણે આપણે ઊર્જા ઘનતામાંથી પાવર ડેન્સિટીના મૂલ્યની ગણતરી કરીએ છીએ, જે ઊંચી છે. વધુ યોગ્ય અડધી ઊંચાઈ અને પહોળાઈની ગણતરી અવિભાજ્ય, અડધી ઊંચાઈ અને પહોળાઈ દ્વારા કરવી જોઈએ. જાણવા માટે સંબંધિત સૂક્ષ્મ ધોરણો છે કે કેમ તે અંગે કોઈ વિગતવાર તપાસ કરવામાં આવી નથી. પાવર ઘનતા માટે જ, ગણતરી કરતી વખતે, સામાન્ય રીતે એક જ પલ્સ એનર્જીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, એક પલ્સ એનર્જી/પલ્સ પહોળાઈ/સ્પોટ એરિયા. , જે અવકાશી સરેરાશ શક્તિ છે, અને પછી અવકાશી પીક પાવર માટે 2 વડે ગુણાકાર કરવામાં આવે છે (અવકાશી વિતરણ એ ગૌસ વિતરણ છે એવી સારવાર છે, ટોપ-હેટને આમ કરવાની જરૂર નથી), અને પછી રેડિયલ વિતરણ અભિવ્યક્તિ દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. , અને તમે પૂર્ણ કરી લીધું.