에너지 밀도/플루언스

레이저에 대한 기본 빔 매개변수를 입력하면 도구가 즉시 에너지 밀도를 계산합니다.

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에너지 밀도

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펄스당 에너지

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레이저 에너지 밀도 계산기는 어떻게 작동하나요?

펄스 레이저에서 빔은 여러 첨두 방출로 나뉩니다. 이 모든 펄스에는 에너지의 이산값이 있습니다. 출력 밀도 계산과 마찬가지로, 평균 에너지 밀도는 각 펄스의 총 에너지를 주어진 표면의 빔 크기로 나눈 값에 해당합니다. 반대로 레이저의 평균 출력과 레이저가 펄스를 방출하는 속도를 알고 있다면 각 펄스의 에너지를 결정할 수 있습니다. 따라서 에너지 밀도 또는 플루언스를 계산할 수 있습니다. 이 값은 평균 출력이 낮더라도 레이저의 각 펄스 에너지가 너무 커서 주어진 대상이 견디지 못할 수 있으므로 중요하게 고려해야 합니다. 따라서 각 펄스는 재료를 손상시킬 수 있습니다.

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에너지 밀도 공식

이 공식은 이론적인 플랫탑 또는 완벽한 가우스 레이저 빔의 거동을 설명합니다. 따라서 실제 조건에서 얻을 수 있는 값의 근사치를 나타냅니다. 또한 가우스 빔의 직경을 측정하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다. 그 이유는 주로 반경이 무한대에 도달할 때만 그 이론값이 0에 도달하기 때문입니다. 따라서 빔의 직경은 무한하게 됩니다. 그래서 1/e² 매개변수를 사용하여 측정하는 방법을 사용하기로 결정했습니다. 현재 시점에서 빔 직경은 가우스 함수의 최댓값의 절반(FWHM)에서 측정한 전체 직경의 약 1.699배입니다. 1/e²로 계산하면 전체 출력의 약 86.5%가 됩니다. 플랫탑 빔의 경우 공식을 그대로 사용하지만 가우스 빔의 경우 이 방정식의 오른쪽 부분을 곱하는 계수 2가 있다는 점에 유의하십시오.

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

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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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