لیزر کی طاقت کی کثافت اور توانائی کی کثافت

لیزر کی طاقت کی کثافت اور توانائی کی کثافت

کثافت ایک طبعی مقدار ہے جس سے ہم اپنی روزمرہ کی زندگی میں بہت واقف ہیں، ہم جس کثافت سے سب سے زیادہ رابطہ کرتے ہیں وہ مواد کی کثافت ہے، فارمولہ ρ=m/v ہے، یعنی کثافت حجم سے تقسیم ہونے والے بڑے پیمانے کے برابر ہے۔ لیکن لیزر کی طاقت کی کثافت اور توانائی کی کثافت مختلف ہے، یہاں حجم کے بجائے رقبے سے تقسیم کیا گیا ہے۔ پاور بہت ساری جسمانی مقداروں کے ساتھ ہمارا رابطہ بھی ہے، کیونکہ ہم ہر روز بجلی استعمال کرتے ہیں، بجلی میں بجلی شامل ہوگی، پاور کی بین الاقوامی معیاری اکائی W ہے، یعنی J/s، توانائی اور وقت کی اکائی کا تناسب ہے، توانائی کی بین الاقوامی معیاری اکائی J ہے، لہذا طاقت کی کثافت طاقت اور کثافت کے امتزاج کا تصور ہے، لیکن یہاں شعاع ریزی کے اسپاٹ ایریا کے بجائے شعاع خارج ہونے والے شعاع کے رقبے سے زیادہ ہے طاقت کی کثافت، یعنی طاقت کی کثافت کی اکائی W/m2 ہے، اور میںلیزر میدان، کیونکہ لیزر شعاع ریزی کی جگہ کا علاقہ کافی چھوٹا ہے، لہذا عام طور پر W/cm2 کو بطور یونٹ استعمال کیا جاتا ہے۔ توانائی کی کثافت کو وقت کے تصور سے ہٹا دیا جاتا ہے، توانائی اور کثافت کو ملا کر، اور یونٹ J/cm2 ہے۔ عام طور پر، مسلسل لیزرز کو طاقت کی کثافت کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جاتا ہے، جبکہنبض شدہ لیزرزبجلی کی کثافت اور توانائی کی کثافت دونوں کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا گیا ہے۔

جب لیزر کام کرتا ہے، طاقت کی کثافت عام طور پر اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا تباہ کرنے، یا ختم کرنے، یا دیگر کام کرنے والے مواد کی حد تک پہنچ گئی ہے۔ تھریشولڈ ایک تصور ہے جو مادے کے ساتھ لیزرز کے تعامل کا مطالعہ کرتے وقت اکثر ظاہر ہوتا ہے۔ شارٹ پلس (جسے یو ایس سٹیج سمجھا جا سکتا ہے)، الٹرا شارٹ پلس (جسے این ایس سٹیج سمجھا جا سکتا ہے)، اور یہاں تک کہ انتہائی تیز (PS اور fs سٹیج) لیزر انٹرایکشن میٹریل کے مطالعہ کے لیے، ابتدائی محققین عام طور پر توانائی کی کثافت کے تصور کو اپناتے ہیں۔ یہ تصور، تعامل کی سطح پر، ہدف فی یونٹ رقبہ پر کام کرنے والی توانائی کی نمائندگی کرتا ہے، اسی سطح کے لیزر کی صورت میں، یہ بحث زیادہ اہمیت کی حامل ہے۔

سنگل پلس انجیکشن کی توانائی کی کثافت کے لئے ایک حد بھی ہے۔ یہ لیزر مادے کے تعامل کا مطالعہ بھی زیادہ پیچیدہ بناتا ہے۔ تاہم، آج کے تجرباتی آلات مسلسل بدل رہے ہیں، مختلف قسم کی نبض کی چوڑائی، واحد نبض کی توانائی، تکرار کی فریکوئنسی اور دیگر پیرامیٹرز مسلسل تبدیل ہو رہے ہیں، اور یہاں تک کہ توانائی کی کثافت کے معاملے میں نبض کی توانائی کے اتار چڑھاو میں لیزر کی اصل پیداوار پر غور کرنے کی ضرورت ہے، یہ بہت کھردرا ہو سکتا ہے۔ چوڑائی وقت کی اوسط طاقت کی کثافت ہے (نوٹ کریں کہ یہ وقت ہے، جگہ نہیں)۔ تاہم، یہ واضح ہے کہ اصل لیزر ویوفارم مستطیل، مربع لہر، یا یہاں تک کہ گھنٹی یا گاوسی نہیں ہوسکتی ہے، اور کچھ کا تعین خود لیزر کی خصوصیات سے ہوتا ہے، جس کی شکل زیادہ ہوتی ہے۔

نبض کی چوڑائی عام طور پر آسیلوسکوپ (مکمل چوٹی نصف چوڑائی ایف ڈبلیو ایچ ایم) کے ذریعہ فراہم کردہ نصف اونچائی کی چوڑائی کے ذریعہ دی جاتی ہے، جس کی وجہ سے ہم توانائی کی کثافت سے طاقت کی کثافت کی قدر کا حساب لگاتے ہیں، جو زیادہ ہے۔ زیادہ مناسب نصف اونچائی اور چوڑائی کا حساب انٹیگرل، نصف اونچائی اور چوڑائی سے کیا جانا چاہیے۔ اس بارے میں کوئی تفصیلی انکوائری نہیں ہوئی ہے کہ آیا جاننے کے لیے کوئی متعلقہ nuance معیار موجود ہے۔ بذات خود بجلی کی کثافت کے لیے، حساب کتاب کرنے کے لیے، عام طور پر ایک پلس انرجی کا استعمال کرنا ممکن ہے، ایک پلس انرجی/پلس کی چوڑائی/اسپاٹ ایریا، جو کہ مقامی اوسط پاور ہے، اور پھر ڈسپٹیل پاور کے لیے ضرب۔ کیا Gauss کی تقسیم ایک ایسا علاج ہے، ٹاپ ٹوپی کو ایسا کرنے کی ضرورت نہیں ہے)، اور پھر ریڈیل ڈسٹری بیوشن ایکسپریشن سے ضرب کیا جاتا ہے، اور آپ کر رہے ہیں۔