Энергияи импулси лазер ба энергияе ишора мекунад, ки импулси лазер дар як воҳиди вақт интиқол медиҳад. Одатан, лазерҳо метавонанд мавҷҳои пайваста (CW) ё мавҷҳои импулсиро паҳн кунанд, ки охиринаш дар бисёр барномаҳо, аз қабили коркарди мавод, зондкунии дурдаст, таҷҳизоти тиббӣ ва таҳқиқоти илмӣ, махсусан муҳим аст. Фаҳмидани хусусиятҳои энергияи импулси лазер барои беҳтар кардани кори он ва беҳтар кардани самаранокии татбиқ муҳим аст.
1. Таъриф ва андозагирии энергияи импулсӣ
Энергияи импулси лазерӣ энергияест, ки аз ҷониби ҳар як импулси лазерӣ хориҷ карда мешавад, ки одатан бо ҷоул (Ҷ) чен карда мешавад. Бар хилофи лазерҳои мавҷи пайваста (CW), лазерҳои импулсӣ энергияро дар муддати кӯтоҳ хориҷ мекунанд ва бузургии энергия одатан бо давомнокии импулс (паҳнои импулс) ва қувваи авҷ алоқаманд аст.
Энергияи импулсро бо истифода аз формулаи зерин ҳисоб кардан мумкин аст: E = P қулла × τ. Дар ин ҷо E энергияи импулс (ҷоул), P авҷ қувваи авҷи импулс (ватт) ва τ давомнокии импулс (сония) мебошад. Ин маънои онро дорад, ки энергияи импулс мустақиман ба қувваи авҷ ва паҳнои импулс алоқаманд аст.
2. Омилҳое, ки ба энергияи импулс таъсир мерасонанд
Якчанд омилҳо ба энергияи импулси лазер таъсир мерасонанд, аз ҷумла:
①Тарроҳӣ ва намуди лазер:
Намудҳои гуногуни лазерҳо ба андозаи энергияи импулс таъсир мерасонанд. Масалан, лазерҳои сахтҳол одатан энергияи импулси баландтарро пешниҳод мекунанд, ки барои барномаҳое, ки қувваи баланди баромадро талаб мекунанд, мувофиқанд. Аз тарафи дигар, лазерҳои нахӣ метавонанд бо танзими дарозии мавҷҳои худ импулсҳоро бо қувваи баландтар тавлид кунанд.
②Давомнокии набз (паҳнои набз):
Ҳар қадар паҳнои импулс кӯтоҳтар бошад, ҳамон қадар қувваи авҷ дар вақти муайян баландтар мешавад, ки имкон медиҳад энергияи импулси баландтар ба даст оварда шавад. Паҳнои импулсҳо дар лазерҳои импулсӣ одатан байни наносонияҳо ва пикосонияҳо танзимшаванда аст ва импулсҳои кӯтоҳ аз сабаби қувваи авҷи баланди онҳо дар барномаҳои баланддақиқ васеъ истифода мешаванд.
③Самаранокии табдили қувваи лазерӣ ва энергия:
Самаранокии лазер мустақиман ҳаҷми энергияро муайян мекунад. Баъзе системаҳои лазерӣ метавонанд самаранокии табдилдиҳиро тавассути беҳтар кардани тарҳи муҳити тақвият ё ковокии лазер ва бо ин васила афзоиши энергияи импулс афзоиш диҳанд.
④Амплифаторҳои лазерӣ:
Дар бисёр системаҳои лазерии пуриқтидор, тақвиятдиҳандаҳо барои зиёд кардани энергияи баромад истифода мешаванд. Тавассути тақвияти бисёрмарҳилаӣ, энергияи импулсро метавон ба таври назаррас афзоиш дод.
⑤Ҷараёни гардонандаи лазер:
Ҷараёни гардонандаи диоди лазерӣ ё системаи лазерӣ омили калидӣ мебошад, ки ба қувваи баромад ва энергияи импулси он таъсир мерасонад. Бо танзими ҷараён, ҳолати ангезиши лазерро тағир додан мумкин аст, ки ба ин васила ба қувваи баромади импулс таъсир мерасонад.
3. Истифодаи энергияи импулси лазерӣ
Андозаи энергияи импулси лазерӣ мувофиқии онро барои соҳаҳои гуногун муайян мекунад. Баъзе аз барномаҳои маъмулӣ инҳоянд:
①Коркарди мавод:
Дар кафшери лазерӣ, буридан ва кандакорӣ, энергияи импулсро метавон дақиқ назорат кард, то коркарди самаранок ва дақиқи баланд ба даст оварда шавад. Энергияи импулси баландтар барои коркарди маводҳои металлӣ мувофиқ аст, дар ҳоле ки импулсҳои камэнергия барои коркарди сатҳи нозук истифода мешаванд.
②Барномаҳои тиббӣ:
Лазерҳои импулсӣ дар соҳаи тиб, бахусус барои ҷарроҳии лазерӣ, табобати пӯст ва табобатҳои чашмӣ ба таври васеъ истифода мешаванд. Масалан, лазерҳои импулсӣ бо энергияи баландтар метавонанд энергияи лазерии дарозии мавҷҳои мушаххасро ба минтақаҳои хурд барои тоза кардани бофтаҳои бемор ё табобати бемориҳои чашм равона кунанд.
③LiDAR ва зондкунии дурдаст:
Технологияи LiDAR барои масофаи дақиқ ва тасвиргирӣ ба лазерҳои энергияи баланди импулсӣ такя мекунад. Дар мониторинги муҳити зист, ронандагии худкор ва назорати дронҳо, андозаи энергияи импулс мустақиман ба масофаи муайянкунӣ ва ҳалли системаи LiDAR таъсир мерасонад.
④Тадқиқоти илмӣ:
Лазерҳои импулсӣ инчунин дар таҷрибаҳо дар физика, химия ва биология нақши муҳим мебозанд. Бо назорати дақиқи энергияи импулс, олимон метавонанд спектроскопияи баландсифати аз ҷониби лазер ба вуҷуд омада, шитоби зарраҳо ва тадқиқоти хунуккунии лазерро анҷом диҳанд.
4. Усулҳои афзоиши энергияи импулс
Усулҳои маъмули зиёд кардани энергияи импулси лазер инҳоянд:
①Беҳсозии миёнаро ба даст оред:
Бо интихоби муҳити мувофиқи афзоиш ва беҳсозии тарҳи ковокии лазер, энергияи баромади лазерро зиёд кардан мумкин аст.
②Амплификасияи бисёрмарҳилавии лазерӣ:
Амплифаторҳои бисёрмарҳилаӣ метавонанд энергияи импулси лазерро тадриҷан афзоиш диҳанд, то ба талаботи барномаҳои гуногун ҷавобгӯ бошанд.
③Афзоиши ҷараёни гардонанда ё паҳнои импулс:
Танзими ҷараёни гардонандаи лазер ё паҳнои импулс метавонад ба энергияи импулси калонтар оварда расонад.
④Технологияи фишурдани импулсӣ:
Бо истифода аз усулҳои фишурдани импулс, давомнокии импулсро кӯтоҳ кардан мумкин аст, ки қувваи авҷи онро зиёд мекунад ва дар муддати кӯтоҳтар энергияи бештарро раҳо мекунад.
5. Хулоса
Энергияи импулси лазерӣ параметри калидӣ мебошад, ки мустақиман ба самаранокӣ ва истифодаи лазерҳо дар соҳаҳои гуногун таъсир мерасонад. Бо пешрафтҳои пайваста дар технологияи лазерӣ, лазерҳои импулсӣ дар бисёр соҳаҳо татбиқи васеътар хоҳанд дошт. Аз коркарди дақиқ то зондкунии дурдаст ва табобатҳои тиббӣ, истеҳсоли баланди энергияи лазерҳои импулсӣ имкониятҳои навро мекушояд. Фаҳмидани мафҳумҳои асосии энергияи импулс ва омилҳои таъсиррасони он метавонад ҳангоми тарҳрезӣ ва истифодаи системаҳои лазерӣ интихоби бештари илмӣ кунад.
Вақти нашр: 11 феврали соли 2025