Lazerin impuls enerjisi lazer impulsu ilə vaxt vahidi başına ötürülən enerjiyə aiddir. Adətən, lazerlər davamlı dalğalar (CW) və ya impulslu dalğalar yaya bilər və sonuncu material emalı, məsafədən zondlama, tibbi avadanlıq və elmi tədqiqatlar kimi bir çox tətbiqdə xüsusilə vacibdir. Lazer impuls enerjisinin xüsusiyyətlərini anlamaq onun işini optimallaşdırmaq və tətbiq səmərəliliyini artırmaq üçün çox vacibdir.
1. İmpuls enerjisinin tərifi və ölçülməsi
Lazer impuls enerjisi, adətən coullarla (J) ölçülən hər bir lazer impulsu tərəfindən buraxılan enerjidir. Davamlı dalğa (CW) lazerlərindən fərqli olaraq, impulslu lazerlər enerjini qısa müddət ərzində buraxır və enerjinin böyüklüyü adətən impuls müddəti (impuls eni) və pik gücü ilə əlaqədardır.
İmpuls enerjisi aşağıdakı düsturla hesablana bilər: E = P pik × τ. Burada E impuls enerjisi (coul), P pik həddi impulsun pik gücü (vatt) və τ impuls müddəti (saniyə)-dir. Bu o deməkdir ki, impuls enerjisi həm pik gücü, həm də impuls genişliyi ilə birbaşa əlaqəlidir.
2. İmpuls enerjisinə təsir edən amillər
Lazerin impuls enerjisinə bir neçə amil təsir göstərir, o cümlədən:
①Lazer Dizaynı və Növü:
Müxtəlif növ lazerlər impuls enerjisinin ölçüsünə təsir göstərir. Məsələn, bərk cisimli lazerlər adətən daha yüksək impuls enerjisi təklif edir və yüksək güc çıxışı tələb edən tətbiqlər üçün uyğundur. Digər tərəfdən, lifli lazerlər dalğa uzunluğunu tənzimləməklə daha yüksək gücə malik impulslar yarada bilər.
②Nəbz Müddəti (Nəbz Eni):
İmpuls eni nə qədər qısa olarsa, müəyyən bir zamanda pik gücü bir o qədər yüksək olur və bu da daha yüksək impuls enerjisinə imkan verir. İmpulslu lazerlərdə impuls eni adətən nanosaniyə və pikosaniyə arasında tənzimlənir və qısa impulslar yüksək pik gücünə görə yüksək dəqiqlikli tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.
③Lazer Gücü və Enerji Çevirmə Səmərəliliyi:
Lazerin səmərəliliyi birbaşa enerji çıxışını müəyyən edir. Bəzi lazer sistemləri gücləndirici mühitin və ya lazer boşluğunun dizaynını optimallaşdırmaqla çevrilmə səmərəliliyini artıra bilər və bununla da impuls enerjisini artırır.
④Lazer Gücləndiriciləri:
Bir çox yüksək güclü lazer sistemlərində çıxış enerjisini artırmaq üçün gücləndiricilərdən istifadə olunur. Çoxmərhələli gücləndirmə vasitəsilə impuls enerjisi əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər.
⑤Lazer Sürücü Cərəyanı:
Lazer diodunun və ya lazer sisteminin idarəetmə cərəyanı onun çıxış gücünə və impuls enerjisinə təsir edən əsas amildir. Cərəyanı tənzimləməklə lazerin həyəcanlanma vəziyyəti dəyişdirilə bilər və beləliklə, impuls enerjisinin çıxışına təsir göstərir.
3. Lazer İmpuls Enerjisinin Tətbiqləri
Lazer impuls enerjisinin ölçüsü onun müxtəlif sahələr üçün uyğunluğunu müəyyən edir. Bəzi tipik tətbiqlərə aşağıdakılar daxildir:
①Materialların emalı:
Lazer qaynaq, kəsmə və oyma işlərində səmərəli və yüksək dəqiqlikli emal əldə etmək üçün impuls enerjisi dəqiq idarə oluna bilər. Daha yüksək impuls enerjisi metal materialların emalı üçün, aşağı enerjili impulslar isə incə səth emalı üçün istifadə olunur.
②Tibbi Tətbiqlər:
İmpulslu lazerlər tibb sahəsində, xüsusən də lazer əməliyyatları, dəri müalicələri və oftalmoloji müalicələrdə geniş istifadə olunur. Məsələn, daha yüksək enerjiyə malik impulslu lazerlər xəstə toxumaları ablasiya etmək və ya göz xəstəliklərini müalicə etmək üçün müəyyən dalğa uzunluqlarında lazer enerjisini kiçik sahələrə yönəldə bilər.
③LiDAR və Uzaqdan Zondlama:
LiDAR texnologiyası dəqiq məsafə təyini və görüntüləmə üçün yüksək impuls enerjili lazerlərə əsaslanır. Ətraf mühitin monitorinqi, avtonom idarəetmə və dron nəzarətində impuls enerjisinin ölçüsü LiDAR sisteminin aşkarlama məsafəsinə və qətnaməsinə birbaşa təsir göstərir.
④Elmi Tədqiqat:
İmpulslu lazerlər fizika, kimya və biologiya sahəsindəki təcrübələrdə də mühüm rol oynayır. İmpuls enerjisini dəqiq idarə etməklə, elm adamları yüksək dəqiqlikli lazerlə induksiya edilmiş spektroskopiya, hissəciklərin sürətləndirilməsi və lazer soyutma tədqiqatları apara bilərlər.
4. İmpuls enerjisini artırmağın üsulları
Lazer impuls enerjisini artırmağın ümumi üsullarına aşağıdakılar daxildir:
①Orta Optimallaşdırma Qazanc:
Müvafiq gücləndirmə mühiti seçməklə və lazer boşluğunun dizaynını optimallaşdırmaqla lazerin çıxış enerjisini artırmaq olar.
②Çoxmərhələli Lazer Gücləndirməsi:
Çoxmərhələli gücləndiricilər müxtəlif tətbiqlərin tələblərinə cavab vermək üçün lazerin impuls enerjisini tədricən artıra bilər.
③Sürücü Cərəyanının və ya Nəbz Genişliyinin Artırılması:
Lazerin sürücü cərəyanını və ya impuls genişliyini tənzimləmək daha böyük impuls enerjisi ilə nəticələnə bilər.
④İmpuls Sıxılma Texnologiyası:
İmpuls sıxılma texnikalarından istifadə edərək, impulsun müddəti qısaldıla bilər, pik gücünü artırır və daha qısa müddətdə daha çox enerji buraxır.
5. Nəticə
Lazer impuls enerjisi lazerlərin müxtəlif sahələrdə performansına və tətbiqinə birbaşa təsir edən əsas parametrdir. Lazer texnologiyasındakı davamlı irəliləyişlərlə impulslu lazerlər bir çox sənayedə daha geniş tətbiqlərə malik olacaq. Dəqiq emaldan tutmuş məsafədən zondlama və tibbi müalicələrə qədər impulslu lazerlərin yüksək enerji çıxışı yeni imkanlar açır. İmpuls enerjisinin əsas anlayışlarını və ona təsir edən amilləri anlamaq lazer sistemlərinin dizaynı və tətbiqi zamanı daha elmi seçimlər etməyə kömək edə bilər.
Yayımlanma vaxtı: 11 Fevral 2025