Densité énergétique / Fluence

Saisissez les paramètres de base du faisceau de votre laser et laissez notre outil calculer sa densité d'énergie en une seconde.

Laser

Type de laser

Paramètre connu

Profil du faisceau

Forme du rayon

Paramètre

Résultats

Surface du faisceau

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Densité d'énergie

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Énergie par impulsion

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Comment fonctionne le calculateur de densité d'énergie laser ?

Dans un laser pulsé, le faisceau est séparé en plusieurs pics d'émission. Toutes ces impulsions ont des valeurs d'énergie discrètes. Semblable au calcul de la densité de puissance, la densité d’énergie moyenne correspond à l’énergie totale de chaque impulsion divisée par la taille du faisceau sur une surface donnée. À l’inverse, si vous connaissez la puissance moyenne de votre laser et la vitesse à laquelle il émet des impulsions, vous pouvez déterminer l’énergie de chaque impulsion. Par conséquent, vous pouvez calculer sa densité d'énergie ou sa fluence. Cette valeur est importante à considérer car, malgré une faible puissance moyenne, un laser pourrait avoir trop d'énergie dans chaque impulsion pour qu'une cible donnée puisse y résister. Chaque impulsion pourrait donc endommager le matériau.

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Formules de densité d'énergie

Les formules décrivent le comportement d'un faisceau flat-top théorique ou d'un faisceau parfaitement gaussien. En cela, elles représentent une approximation des valeurs que l’on obtiendrait en conditions réelles. En outre, il existe plusieurs méthodes que l’on peut utiliser pour mesurer le diamètre d’un faisceau gaussien. La raison en est principalement que sa valeur théorique n’atteint 0 que lorsque le rayon atteint l’infini. Le diamètre du faisceau serait donc infini. Nous avons donc choisi d'utiliser la méthode où elle est mesurée à l'aide du paramètre 1/e². À ce stade, le diamètre du faisceau est environ 1,699 fois le diamètre total mesuré à la moitié du maximum d'une fonction gaussienne (FWHM). A 1/e², elle représente environ 86,5% de la puissance totale. Notez que pour un faisceau flat-top, les formules sont utilisées telles quelles, mais pour un faisceau gaussien, il existe un facteur 2 qui multiplie la partie droite de ces équations.

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

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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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