লেজারের ক্ষমতা ঘনত্ব এবং শক্তি ঘনত্ব
ঘনত্ব একটি ভৌত রাশি যার সাথে আমরা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে খুব পরিচিত। আমরা যে ঘনত্বের সংস্পর্শে সবচেয়ে বেশি আসি তা হলো পদার্থের ঘনত্ব, যার সূত্র হলো ρ=m/v, অর্থাৎ, ঘনত্ব হলো ভরকে আয়তন দ্বারা ভাগ করার সমান। কিন্তু লেজারের ক্ষমতা ঘনত্ব এবং শক্তি ঘনত্ব ভিন্ন, এখানে এটিকে আয়তনের পরিবর্তে ক্ষেত্রফল দ্বারা ভাগ করা হয়। ক্ষমতাও অনেক ভৌত রাশির সাথে আমাদের পরিচিত, কারণ আমরা প্রতিদিন বিদ্যুৎ ব্যবহার করি, এবং বিদ্যুতের সাথে ক্ষমতা জড়িত থাকে। ক্ষমতার আন্তর্জাতিক প্রমাণ একক হলো W, অর্থাৎ, J/s, যা শক্তি এবং সময়ের এককের অনুপাত। শক্তির আন্তর্জাতিক প্রমাণ একক হলো J। সুতরাং, ক্ষমতা ঘনত্ব হলো ক্ষমতা এবং ঘনত্বের সমন্বয়ের ধারণা, কিন্তু এখানে আয়তনের পরিবর্তে বিকিরণ বিন্দুর ক্ষেত্রফলকে বিবেচনা করা হয়। ক্ষমতাকে বিকিরণ বিন্দুর ক্ষেত্রফল দ্বারা ভাগ করলেই ক্ষমতা ঘনত্ব পাওয়া যায়, অর্থাৎ, ক্ষমতা ঘনত্বের একক হলো W/m²।লেজার ক্ষেত্রযেহেতু লেজার বিকিরণ স্পট এলাকা বেশ ছোট, তাই সাধারণত W/cm² একক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। শক্তি ঘনত্বকে সময়ের ধারণা থেকে সরিয়ে শক্তি এবং ঘনত্বকে একত্রিত করা হয়, এবং এর একক হলো J/cm²। সাধারণত, অবিচ্ছিন্ন লেজারকে ক্ষমতা ঘনত্ব ব্যবহার করে বর্ণনা করা হয়, যেখানেস্পন্দিত লেজারক্ষমতা ঘনত্ব এবং শক্তি ঘনত্ব উভয় ব্যবহার করে বর্ণনা করা হয়।
যখন লেজার ক্রিয়া করে, তখন সাধারণত শক্তি ঘনত্বই নির্ধারণ করে যে পদার্থকে ধ্বংস, বিলোপ বা অন্য কোনোভাবে প্রভাবিত করার জন্য প্রান্তসীমায় পৌঁছানো যাবে কি না। লেজারের সাথে পদার্থের মিথস্ক্রিয়া নিয়ে গবেষণার সময় প্রান্তসীমা একটি ধারণা হিসেবে প্রায়শই সামনে আসে। স্বল্প-স্পন্দন (যা মাইক্রোসেকেন্ড পর্যায় হিসেবে বিবেচিত হতে পারে), অতি-স্বল্প-স্পন্দন (যা ন্যানোসেকেন্ড পর্যায় হিসেবে বিবেচিত হতে পারে), এবং এমনকি অতি-দ্রুত (পিকোসেকেন্ড ও ফেমটোসেকেন্ড পর্যায়) লেজারের সাথে পদার্থের মিথস্ক্রিয়া নিয়ে গবেষণার ক্ষেত্রে, পূর্ববর্তী গবেষকরা সাধারণত শক্তি ঘনত্বের ধারণাটি গ্রহণ করতেন। মিথস্ক্রিয়ার পর্যায়ে, এই ধারণাটি প্রতি একক ক্ষেত্রফলে লক্ষ্যের উপর ক্রিয়াশীল শক্তিকে বোঝায়; একই স্তরের লেজারের ক্ষেত্রে এই আলোচনাটি অধিকতর তাৎপর্যপূর্ণ।
একক পালস ইনজেকশনের শক্তি ঘনত্বেরও একটি সীমা রয়েছে। এটি লেজার-পদার্থের মিথস্ক্রিয়ার অধ্যয়নকে আরও জটিল করে তোলে। তবে, আজকের পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম ক্রমাগত পরিবর্তিত হচ্ছে, বিভিন্ন পালস প্রস্থ, একক পালস শক্তি, পুনরাবৃত্তি কম্পাঙ্ক এবং অন্যান্য পরামিতি ক্রমাগত পরিবর্তিত হচ্ছে, এবং এমনকি শক্তি ঘনত্ব পরিমাপ করার ক্ষেত্রে পালস শক্তির ওঠানামার মধ্যে লেজারের প্রকৃত আউটপুট বিবেচনা করার প্রয়োজন হতে পারে, যা খুব স্থূল হতে পারে। সাধারণত, শক্তি ঘনত্বকে পালস প্রস্থ দ্বারা ভাগ করে সময় গড় শক্তি ঘনত্ব হিসাবে মোটামুটিভাবে বিবেচনা করা যেতে পারে (উল্লেখ্য যে এটি সময়, স্থান নয়)। তবে, এটা স্পষ্ট যে প্রকৃত লেজার তরঙ্গরূপ আয়তক্ষেত্রাকার, বর্গাকার তরঙ্গ, এমনকি ঘণ্টা বা গাউসিয়ান নাও হতে পারে, এবং কিছু লেজারের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা আরও বেশি আকৃতিযুক্ত।
পালস প্রস্থ সাধারণত অসিলোস্কোপ দ্বারা প্রদত্ত অর্ধ-উচ্চতা প্রস্থ (ফুল পিক হাফ-উইডথ FWHM) দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা আমাদের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব থেকে ক্ষমতা ঘনত্বের মান গণনা করতে সাহায্য করে। আরও উপযুক্ত অর্ধ-উচ্চতা এবং প্রস্থ, অর্ধ-উচ্চতা এবং প্রস্থের ইন্টিগ্রাল দ্বারা গণনা করা উচিত। এটি জানার জন্য কোনো প্রাসঙ্গিক সূক্ষ্ম মানদণ্ড আছে কিনা, সে বিষয়ে কোনো বিস্তারিত অনুসন্ধান করা হয়নি। ক্ষমতা ঘনত্বের জন্য, গণনা করার সময়, সাধারণত একটি একক পালস শক্তি ব্যবহার করে গণনা করা সম্ভব, যা হলো একক পালস শক্তি/পালস প্রস্থ/স্পট ক্ষেত্রফল, যা হলো স্থানিক গড় ক্ষমতা, এবং তারপর স্থানিক শীর্ষ ক্ষমতার জন্য একে ২ দিয়ে গুণ করা হয় (স্থানিক বন্টন যদি গাউস বন্টন হয়, তবে টপ-হ্যাট এর জন্য এটি করার প্রয়োজন নেই), এবং তারপর একটি রেডিয়াল বন্টন রাশিমালা দিয়ে গুণ করা হয়, এবং আপনার কাজ শেষ।
পোস্ট করার সময়: জুন-১২-২০২৪