エネルギー密度/フルエンス

レーザーに関する基本的なビームパラメータを入力すると、ツールがそのエネルギー密度を数秒で計算します。

Laser

Laser type

Known parameter

Beam profile

Beam shape

Parameters

Results

Beam area

-

Energy density

-

Energy per pulse

-

レーザーエネルギー密度計算機はどのように機能しますか?

パルスレーザーでは、ビームは放出の複数のピークに分離されます。これらのパルスはすべて離散値のエネルギーを持っています。パワー密度の計算と同様に、平均エネルギー密度は、各パルスの総エネルギーを特定の表面上のビームサイズで割った値に対応します。逆に、レーザーの平均出力とパルスの放出速度がわかっている場合は、各パルスのエネルギーを決定できます。したがって、そのエネルギー密度またはフルエンスを計算できます。この値を考慮することは重要です。なぜなら、レーザーは平均出力が低いにもかかわらず、各パルスのエネルギーが大きすぎて、特定の対象が耐えられない可能性があるからです。したがって、各パルスは材料を損傷する可能性があります。

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エネルギー密度の式

式は、理論上のフラットトップまたは完全なガウシアンレーザービームの動作を表しています。そのような場合、それらは実際の条件で得られる値の近似値を表しています。また、ガウシアンビームの直径を測定するために使用できる複数の方法があります。この理由は主に、半径が無限大に達したときにのみ理論値が 0 になるという事実に由来します。したがって、ビームの直径は無限になります。そこで、1/e²パラメータを使用して測定する方法を使用することにしました。この時点で、ビーム径は、ガウス関数 (FWHM) の最大値の半分で測定された全径の約1.699倍になります。1/e²では、総電力の約86.5%に相当します。フラットトップ ビームの場合、式はそのまま使用されますが、ガウシアンビームの場合、これらの式の右辺を乗算する係数 2 があることに注意してください。

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

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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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