Энергияи импулси лазер ба энергияе дахл дорад, ки тавассути импулси лазер дар як воҳиди вақт интиқол дода мешавад. Одатан, лазерҳо метавонанд мавҷҳои пайваста (CW) ё мавҷҳои импулсро бардоранд, ки охирин дар бисёр барномаҳо, ба монанди коркарди мавод, зеҳни дурдаст, таҷҳизоти тиббӣ ва тадқиқоти илмӣ муҳим аст. Фаҳмидани хусусиятҳои энергияи набзи лазерӣ барои беҳтар кардани кори он ва баланд бардоштани самаранокии барнома муҳим аст.
1. Таъриф ва ченкунии энергияи импулс
Энергияи набзи лазерӣ энергияест, ки аз ҳар як набзи лазер бароварда мешавад, ки одатан бо ҷоул (J) чен карда мешавад. Баръакси лазерҳои мавҷи доимӣ (CW), лазерҳои импулсӣ энергияро дар муддати кӯтоҳ озод мекунанд ва бузургии энергия маъмулан ба давомнокии набз (паҳнои набз) ва қудрати қулла вобаста аст.
Энергияи импулсро бо формулаи зерин њисоб кардан мумкин аст: E = Ppeak × τ. Дар он ҷое, ки E энергияи набз (ҷоуль) аст, Ppeak қувваи қуллаи импулс (ватт) ва τ давомнокии набз (сонияҳо) мебошад. Ин маънои онро дорад, ки энергияи набз мустақиман ба қувваи қулла ва паҳнои набз вобаста аст.
2. Омилҳое, ки ба энергияи набз таъсир мерасонанд
Якчанд омилҳо ба энергияи набзи лазер таъсир мерасонанд, аз ҷумла:
①Тарҳ ва намуди лазерӣ:
Намудҳои гуногуни лазерҳо ба андозаи энергияи импулс таъсир мерасонанд. Масалан, лазерҳои ҳолати сахт одатан энергияи баландтари импулсро пешниҳод мекунанд, ки барои барномаҳое мувофиқанд, ки тавлиди нерӯи баландро талаб мекунанд. Аз тарафи дигар, лазерҳои нахӣ метавонанд тавассути танзими дарозии мавҷи онҳо импулсҳои дорои қудрати баландтар тавлид кунанд.
②Давомнокии набз (васеъи импулс):
Чӣ қадаре ки паҳнои набз кӯтоҳтар бошад, қудрати қуллаи баланд дар вақти муайян баландтар мешавад, ки ин имкон медиҳад, ки энергияи набзи баландтар шавад. Паҳнои импулсҳо дар лазерҳои импулсӣ маъмулан байни наносонияҳо ва пикосонияҳо танзим карда мешаванд ва импулсҳои кӯтоҳ аз сабаби қудрати баландтарини онҳо дар барномаҳои дақиқи баланд васеъ истифода мешаванд.
③Қувваи лазерӣ ва самаранокии табдилдиҳии энергия:
Самаранокии лазер бевосита истеҳсоли энергияро муайян мекунад. Баъзе системаҳои лазерӣ метавонанд самаранокии табдилро тавассути оптимизатсияи тарҳрезии муҳити фоида ё холигии лазерӣ баланд бардоранд ва ба ин васила энергияи набзро зиёд кунанд.
④Амплификаторҳои лазерӣ:
Дар бисёр системаҳои лазерии пуриқтидор барои баланд бардоштани энергияи баромад пурқувваткунандаҳо истифода мешаванд. Тавассути пурзӯркунии бисёрмарҳила, энергияи набз метавонад ба таври назаррас афзоиш ёбад.
⑤Ҷараёни диски лазерӣ:
Ҷараёни гардонандаи диоди лазерӣ ё системаи лазерӣ омили калидӣ ба қувваи баромад ва энергияи набзи он таъсир мерасонад. Бо танзими ҷараёни ҷараён, ҳолати ҳаяҷонбахши лазерро метавон тағир дод ва ба ин васила ба тавлиди энергияи набз таъсир мерасонад.
3. Барномаҳои энергияи набзи лазерӣ
Андозаи энергияи импульси лазер мувофиқати онро барои соҳаҳои гуногун муайян мекунад. Баъзе барномаҳои маъмулӣ дар бар мегиранд:
①Коркарди мавод:
Дар кафшери лазерӣ, буридан ва кандакорӣ, энергияи импулсро метавон дақиқ назорат кард, то коркарди самаранок ва дақиқи баланд ба даст ояд. Энергияи баландтари импулс барои коркарди маводи металлӣ мувофиқ аст, дар ҳоле ки импулсҳои камэнергетикӣ барои коркарди хуби рӯизаминӣ истифода мешаванд.
②Барномаҳои тиббӣ:
Лазерҳои импулсӣ дар соҳаи тиб васеъ истифода мешаванд, махсусан барои ҷарроҳии лазерӣ, табобати пӯст ва табобати чашм. Масалан, лазерҳои импулси дорои энергияи баландтар метавонанд энергияи лазерии дарозии мавҷҳои мушаххасро ба минтақаҳои хурд барои бартараф кардани бофтаҳои бемор ё табобати шароити чашм равона кунанд.
③LiDAR ва ташхиси дурдаст:
Технологияи LiDAR ба лазерҳои энергияи набзи баланд барои диапазон ва тасвири дақиқ такя мекунад. Дар мониторинги муҳити зист, ронандагии мустақил ва назорати бесарнишин, андозаи энергияи набз мустақиман ба масофаи муайянкунӣ ва ҳалли системаи LiDAR таъсир мерасонад.
④Тадқиқоти илмӣ:
Лазерҳои импулсӣ дар таҷрибаҳо дар физика, химия ва биология низ нақши муҳим доранд. Бо дақиқ назорат кардани энергияи набз, олимон метавонанд спектроскопияи дақиқи лазерӣ, суръатбахшии зарраҳо ва тадқиқоти хунуккунии лазерӣ гузаронанд.
4. Усулҳои баланд бардоштани энергияи импулс
Усулҳои маъмул барои баланд бардоштани энергияи набзи лазерӣ инҳоянд:
①Ба даст овардани оптимизатсияи миёна:
Бо интихоби муҳити мувофиқи фоида ва оптимизатсияи тарҳрезии холигии лазер, энергияи баромади лазерро зиёд кардан мумкин аст.
②Амплификацияи лазерии бисёрзинагӣ:
Қуттиҳои бисёрсатҳӣ метавонанд энергияи набзи лазерро тадриҷан зиёд кунанд, то ба талаботи барномаҳои гуногун ҷавобгӯ бошанд.
③Баланд бардоштани ҷараён ё паҳнои импулс:
Танзими ҷараён ё паҳнои набзи диски лазер метавонад ба энергияи набзи калонтар оварда расонад.
④Технологияи фишурдани пулс:
Бо истифода аз усулҳои фишурдани набз, давомнокии набзро метавон кӯтоҳ кард, қудрати авҷи онро афзоиш медиҳад ва дар муддати кӯтоҳ энергияи бештарро хориҷ мекунад.
5. Хулоса
Энергияи набзи лазерӣ як параметри калидӣ мебошад, ки бевосита ба кор ва татбиқи лазерҳо дар соҳаҳои гуногун таъсир мерасонад. Бо пешрафтҳои пайваста дар технологияи лазерӣ, лазерҳои импулсӣ дар бисёр соҳаҳо барномаҳои васеътар хоҳанд дошт. Аз коркарди дақиқ то ташхиси фосилавӣ ва табобатҳои тиббӣ, истеҳсоли энергияи баланди лазерҳои импулсӣ имкониятҳои навро мекушояд. Фаҳмидани мафҳумҳои асосии энергияи набз ва омилҳои таъсирбахши он метавонад ҳангоми тарҳрезӣ ва татбиқи системаҳои лазерӣ интихоби бештари илмӣ қабул кунад.
Вақти фиристодан: феврал-11-2025