Laserren potentzia-dentsitatea eta energia-dentsitatea

Laserren potentzia-dentsitatea eta energia-dentsitatea

Dentsitatea eguneroko bizitzan oso ezaguna zaigun magnitude fisikoa da, gehien ukitzen dugun dentsitatea materialaren dentsitatea da, formula ρ=m/v da, hau da, dentsitatea masa bolumenarekin zatitzearen berdina da. Baina laserraren potentzia-dentsitatea eta energia-dentsitatea desberdinak dira, hemen bolumenarekin baino azalerarekin zatituta. Potentzia magnitude fisiko askorekin dugun kontaktua ere bada, egunero elektrizitatea erabiltzen dugunez, elektrizitateak potentzia dakar, potentziaren nazioarteko unitate estandarra W da, hau da, J/s, energiaren eta denbora-unitatearen arteko erlazioa da, energiaren nazioarteko unitate estandarra J da. Beraz, potentzia-dentsitatea potentzia eta dentsitatea konbinatzearen kontzeptua da, baina hemen puntuaren irradiazio-eremua da bolumenarekin baino, potentzia irteerako puntuaren azalerarekin zatituta potentzia-dentsitatea da, hau da, potentzia-dentsitatearen unitatea W/m2 da, eta...laser eremua, laser erradiazioaren orbanaren azalera nahiko txikia denez, oro har W/cm2 unitate gisa erabiltzen da. Energia-dentsitatea denboraren kontzeptutik kentzen da, energia eta dentsitatea konbinatuz, eta unitatea J/cm2 da. Normalean, laser jarraituak potentzia-dentsitatea erabiliz deskribatzen dira, bitarteanlaser pultsatuakpotentzia-dentsitatea eta energia-dentsitatea erabiliz deskribatzen dira.

Laserrak jarduten duenean, potentzia-dentsitateak zehazten du normalean material eragileak suntsitzeko, ablatzeko edo beste material batzuk atalasea lortzen den ala ez. Atalasea laserren eta materiaren arteko elkarrekintza aztertzerakoan maiz agertzen den kontzeptua da. Pultsu laburrak (us etapatzat har daitezkeenak), pultsu ultra-laburrak (ns etapatzat har daitezkeenak) eta baita ultra-azkarrak (ps eta fs etapa) diren laser interakzio-materialak aztertzeko, lehenengo ikertzaileek energia-dentsitatearen kontzeptua hartzen dute normalean. Kontzeptu honek, interakzio-mailan, unitateko jomugan eragiten duen energia adierazten du; maila bereko laser baten kasuan, eztabaida honek garrantzi handiagoa du.

Pultsu bakarreko injekzio baten energia-dentsitatearen atalase bat ere badago. Horrek laser-materia elkarrekintzaren azterketa ere konplikatuagoa egiten du. Hala ere, gaur egungo ekipamendu esperimentala etengabe aldatzen ari da, pultsu-zabalera, pultsu bakarreko energia, errepikapen-maiztasuna eta beste parametro batzuk etengabe aldatzen ari dira, eta laserraren irteera erreala kontuan hartu behar da pultsu-energiaren gorabeherak neurtzeko energia-dentsitatearen kasuan, eta hori oso zakarra izan daiteke. Oro har, gutxi gorabehera kontsidera daiteke energia-dentsitatea pultsu-zabalerarekin zatituta denboraren batez besteko potentzia-dentsitatea dela (kontuan izan denbora dela, ez espazioa). Hala ere, agerikoa da benetako laser uhin-forma ez dela angeluzuzena, uhin karratua edo kanpai-formakoa edo gaussarra izango, eta batzuk laserraren beraren propietateek zehazten dituzte, forma gehiago baitu.

Pultsuaren zabalera normalean osziloskopioak ematen duen erdi-altuerako zabalerak ematen du (gailur osoko erdi-zabalera FWHM), eta horrek potentzia-dentsitatearen balioa energia-dentsitatetik kalkulatzera behartzen gaitu, eta hori altua da. Egokiena den erdi-altuera eta zabalera integralaren, erdi-altueraren eta zabaleraren bidez kalkulatu beharko lirateke. Ez da ikerketa zehatzik egin jakiteko ñabardura-estandar garrantzitsurik dagoen ala ez. Potentzia-dentsitateari dagokionez, kalkuluak egiterakoan, normalean pultsu-energia bakarra erabil daiteke kalkulatzeko, pultsu-energia/pultsu-zabalera/puntu-azalera bakarra, hau da, batez besteko potentzia espaziala, eta gero 2z biderkatu, gailur espazialaren potentzia lortzeko (banaketa espaziala Gauss banaketa tratamendu hori da, goiko txapelak ez du hori egin beharrik), eta gero banaketa erradialaren adierazpen batekin biderkatu, Eta kito.