Лазерын импульсийн энерги нь цаг хугацааны нэгжид лазерын импульсээр дамждаг энергийг хэлнэ. Ерөнхийдөө лазер нь тасралтгүй долгион (CW) эсвэл импульсийн долгионыг ялгаруулж чаддаг бөгөөд сүүлийнх нь материал боловсруулах, зайнаас тандан судлах, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, шинжлэх ухааны судалгаа зэрэг олон хэрэглээнд онцгой ач холбогдолтой байдаг. Лазер импульсийн энергийн шинж чанарыг ойлгох нь түүний гүйцэтгэлийг оновчтой болгох, хэрэглээний үр ашгийг дээшлүүлэхэд маш чухал юм.
1. Импульсийн энергийн тодорхойлолт ба хэмжилт
Лазер импульсийн энерги нь лазерын импульс бүрээс ялгарах энерги бөгөөд ихэвчлэн жоуль (J) -ээр хэмжигддэг. Тасралтгүй долгион (CW) лазеруудаас ялгаатай нь импульсийн лазер нь богино хугацаанд энерги ялгаруулдаг бөгөөд энергийн хэмжээ нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа (импульсийн өргөн) ба оргил хүчээс хамаардаг.
Импульсийн энергийг дараах томъёогоор тооцоолж болно: E = Ppeak × τ. Энд E нь импульсийн энерги (жоуль), Ppeak нь импульсийн оргил хүч (ватт), τ нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа (секунд) юм. Энэ нь импульсийн энерги нь оргил хүч болон импульсийн өргөнтэй шууд хамааралтай гэсэн үг юм.
2. Импульсийн энергид нөлөөлөх хүчин зүйлс
Лазерын импульсийн энергид хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг, үүнд:
①Лазер дизайн ба төрөл:
Өөр өөр төрлийн лазерууд нь импульсийн энергийн хэмжээнд нөлөөлдөг. Жишээлбэл, хатуу төлөвт лазер нь ихэвчлэн өндөр эрчим хүчний гаралт шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой, илүү өндөр импульсийн энергийг санал болгодог. Харин шилэн лазер нь долгионы уртаа тохируулснаар илүү өндөр хүчин чадалтай импульс үүсгэж чаддаг.
②Импульсийн үргэлжлэх хугацаа (импульсийн өргөн):
Импульсийн өргөн богино байх тусам өгөгдсөн хугацаанд оргил хүчин чадал ихсэх бөгөөд энэ нь импульсийн энергийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Импульсийн лазерын импульсийн өргөнийг ихэвчлэн наносекунд ба пикосекундын хооронд тохируулж болох ба богино импульс нь өндөр оргил хүчин чадлын улмаас өндөр нарийвчлалтай хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
③Лазерын хүч ба энерги хувиргах үр ашиг:
Лазерын үр ашиг нь эрчим хүчний гаралтыг шууд тодорхойлдог. Зарим лазерын системүүд нь ашигт орчин эсвэл лазерын хөндийн дизайныг оновчтой болгож, улмаар импульсийн энергийг нэмэгдүүлэх замаар хөрвүүлэх үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
④Лазер өсгөгч:
Өндөр хүчин чадалтай олон лазер системд өсгөгчийг гаралтын энергийг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг. Олон үе шаттай өсгөлтийн тусламжтайгаар импульсийн энергийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой.
⑤Лазер хөтөчийн гүйдэл:
Лазер диод эсвэл лазерын системийн хөтчийн гүйдэл нь түүний гаралтын хүч болон импульсийн энергид нөлөөлдөг гол хүчин зүйл юм. Гүйдлийг тохируулснаар лазерын өдөөх төлөвийг өөрчлөх боломжтой бөгөөд ингэснээр импульсийн энергийн гаралтад нөлөөлдөг.
3. Лазерын импульсийн энергийн хэрэглээ
Лазер импульсийн энергийн хэмжээ нь янз бүрийн талбарт тохирохыг тодорхойлдог. Зарим ердийн програмууд нь:
①Материал боловсруулах:
Лазер гагнах, зүсэх, сийлбэрлэх үед импульсийн энергийг нарийн хянаж, үр ашигтай, өндөр нарийвчлалтай боловсруулалт хийх боломжтой. Илүү өндөр импульсийн энерги нь метал материалыг боловсруулахад тохиромжтой байдаг бол бага энергитэй импульс нь гадаргууг нарийн боловсруулахад ашиглагддаг.
②Эмнэлгийн хэрэглээ:
Импульсийн лазерыг анагаах ухаан, ялангуяа лазер мэс засал, арьсны эмчилгээ, нүдний эмчилгээ зэрэгт өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, өндөр энерги бүхий импульсийн лазерууд нь тодорхой долгионы урттай лазерын энергийг жижиг хэсгүүдэд төвлөрүүлж, өвчтэй эдийг арилгах эсвэл нүдний өвчнийг эмчлэх боломжтой.
③LiDAR ба алсаас мэдрэгч:
LiDAR технологи нь өндөр импульсийн энерги бүхий лазерууд дээр тулгуурладаг бөгөөд энэ нь нарийвчлалыг тодорхойлох, дүрслэх боломжийг олгодог. Байгаль орчны хяналт, бие даасан жолоодлого, дрон тандалт зэрэгт импульсийн энергийн хэмжээ нь LiDAR системийн илрүүлэх зай, нягтралд шууд нөлөөлдөг.
④Шинжлэх ухааны судалгаа:
Импульсийн лазер нь физик, хими, биологийн туршилтанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эрдэмтэд импульсийн энергийг нарийн хянаснаар өндөр нарийвчлалтай лазераар өдөөгдсөн спектроскопи, бөөмийн хурдатгал, лазерын хөргөлтийн судалгаа хийх боломжтой.
4. Импульсийн энергийг нэмэгдүүлэх аргууд
Лазерын импульсийн энергийг нэмэгдүүлэх нийтлэг аргууд нь:
①Дунд зэргийн оновчтой болгох:
Тохиромжтой өсгөх орчинг сонгож, лазерын хөндийн дизайныг оновчтой болгосноор лазерын гаралтын энергийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
②Олон үе шаттай лазер олшруулалт:
Олон үе шаттай өсгөгч нь янз бүрийн хэрэглээний шаардлагыг хангахын тулд лазерын импульсийн энергийг аажмаар нэмэгдүүлэх боломжтой.
③Хөтөчийн гүйдэл эсвэл импульсийн өргөнийг нэмэгдүүлэх:
Лазерын хөтчийн гүйдэл эсвэл импульсийн өргөнийг тохируулах нь импульсийн энергийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
④Импульсийн шахалтын технологи:
Импульсийн шахалтын техникийг ашиглан импульсийн үргэлжлэх хугацааг богиносгож, түүний оргил хүчийг нэмэгдүүлж, богино хугацаанд илүү их энерги ялгаруулж болно.
5. Дүгнэлт
Лазерын импульсийн энерги нь янз бүрийн салбарт лазерын гүйцэтгэл, хэрэглээнд шууд нөлөөлдөг гол үзүүлэлт юм. Лазер технологийн тасралтгүй дэвшлийн ачаар импульсийн лазерууд нь олон салбарт өргөн хэрэглээтэй байх болно. Нарийвчилсан боловсруулалтаас эхлээд зайнаас тандан судлах, эмнэлгийн эмчилгээ хүртэл импульсийн лазерын өндөр энерги гаралт нь шинэ боломжуудыг нээж өгдөг. Импульсийн энергийн үндсэн ойлголтууд болон түүнд нөлөөлөх хүчин зүйлсийг ойлгох нь лазерын системийг зохион бүтээх, хэрэглэхэд илүү шинжлэх ухааны сонголт хийхэд тусална.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 2-р сарын 11