Energiedichte / Fluenz

Geben Sie die grundlegenden Strahlparameter Ihres Lasers ein und lassen Sie unser Tool in Sekundenschnelle die Energiedichte berechnen.

Laser

Lasertyp

Bekannte Parameter

Strahlprofil

Strahlform

Parameter

Ergebniss

Strahlbereich

-

Energiedichte

-

Energie pro Puls

-

WIE FUNKTIONIERT DER LASER-ENERGIEDICHTE-RECHNER?

Bei einem gepulsten Laser wird der Strahl in mehrere Emissionsspitzen unterteilt. Alle diese Pulse haben diskrete Energiewerte. Ähnlich wie bei der Berechnung der Leistungsdichte entspricht die durchschnittliche Energiedichte der Gesamtenergie in jedem Puls geteilt durch die Strahlgröße auf einer bestimmten Oberfläche. Umgekehrt können Sie, wenn Sie die durchschnittliche Leistung Ihres Lasers und die Rate kennen, mit der er Pulse emittiert, die Energie in jedem Puls bestimmen. Daher kann man seine Energiedichte oder Fluenz berechnen. Dieser Wert muss berücksichtigt werden, da ein Laser trotz einer geringen Durchschnittsleistung in jedem Puls so viel Energie enthalten kann, dass ein bestimmtes Ziel ihm nicht standhält. Jeder Impuls könnte also das Material beschädigen.

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ENERGIEDICHTE-FORMELN

Die Formeln beschreiben das Verhalten eines theoretischen Flat-Top- oder eines perfekt Gaußschen Laserstrahls. Sie stellen somit eine Annäherung an die Werte dar, die man unter realen Bedingungen erhalten würde. Außerdem gibt es mehrere Methoden, um den Durchmesser eines Gaußschen Strahls zu messen. Der Grund dafür liegt hauptsächlich darin, dass sein theoretischer Wert erst dann 0 erreicht, wenn der Radius unendlich wird. Daher hätte der Strahl einen unendlichen Durchmesser. Wir haben uns daher für die Methode entschieden, bei der der Parameter 1/e² verwendet wird. An diesem Punkt beträgt der Strahldurchmesser etwa das 1,699-fache des vollen Durchmessers, gemessen beim halben Maximum einer Gaußfunktion (FWHM). Bei 1/e² macht sie etwa 86,5 % der Gesamtleistung aus. Beachten Sie, dass für einen Flat-Top-Strahl die Formeln genauso verwendet werden. Für einen Gauß-Strahl gibt es jedoch einen Faktor 2, der den rechten Teil dieser Gleichungen multipliziert.

$$ \text{Energy density} \left(\frac{J}{cm^2}\right) = \frac{\text{Average power}(W)}{\text{Repetition rate}(Hz) \times \text{Beam area}(cm^2)} $$

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$$ \text{Energy density} \left(\frac{J}{cm^2}\right) = \frac{\text{Energy per pulse}(J)}{\text{Beam area}(cm^2)} $$

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