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۔ بجلی بھی بہت ساری جسمانی مقداروں سے ہمارا رابطہ ہے، کیونکہ ہم ہر روز بجلی استعمال کرتے ہیں، بجلی میں بجلی شامل ہوگی، بجلی کی بین الاقوامی معیاری اکائی W ہے، یعنی J/s، توانائی اور وقت کی اکائی کا تناسب ہے، توانائی کی بین الاقوامی معیار کی اکائی J ہے۔ تو پاور کثافت طاقت اور کثافت کے امتزاج کا تصور ہے، لیکن یہاں حجم کے بجائے اسپاٹ کا شعاع ریزی ایریا ہے، آؤٹ پٹ اسپاٹ ایریا سے تقسیم شدہ پاور پاور ڈینسٹی ہے، 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 مواد کے مطالعہ کے لیے، ابتدائی محققین عام طور پر توانائی کی کثافت کے تصور کو اپنائیں. 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 بدل 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۔ پیمائش کرنے کے لیے، بہت کھردرا ہو سکتا ہے۔ عام طور پر، اس بات پر غور کیا جا سکتا ہے کہ توانائی کی کثافت کو نبض کی چوڑائی سے تقسیم کیا جاتا ہے 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 کی گئی ہے کہ آیا جاننے کے لیے کوئی متعلقہ nuance معیار موجود ہے۔ خود بجلی کی کثافت کے لیے، حساب کتاب کرتے وقت، عام طور پر ایک پلس انرجی کا حساب لگانے کے لیے، ایک پلس انرجی/پلس کی چوڑائی/اسپاٹ ایریا کا استعمال ممکن ہے۔ ، جو کہ مقامی اوسط طاقت ہے، اور پھر 2 سے ضرب، مقامی چوٹی کی طاقت کے لیے (مقامی تقسیم گاؤس کی تقسیم ایک ایسا علاج ہے، ٹاپ-ہیٹ کو ایسا کرنے کی ضرورت نہیں ہے)، اور پھر ایک شعاعی تقسیم اظہار سے ضرب ، اور آپ کا کام ہو گیا۔