آیا تفاوت زیادی بین لیزر 5mW و لیزر 50000 میلی وات وجود دارد؟


پاسخ 1:

من یک دستگاه لیزر 5 مگاواتی (مثلاً یک نشانگر لیزر) و یک لیزر 120 وات (یعنی 120،000 مگاوات) در برش لیزر خود دارم.

لیزر 5mW کاملاً بی خطر است - مگر اینکه از نزدیک نگاه کنید ، به شما آسیب نمی رساند.

لیزر 120 W می تواند به راحتی نصف اینچ چوب جامد را قطع کند. حتی لازم نیست به آن نگاه کنید تا خود را کور کنید - بازتاب نور می تواند این کار را انجام دهد.

لیزر 50 وات هنوز یک وسیله بسیار جدی است - می تواند 1/4 اینچ چوب را قطع کند (شاید اگر بیشتر صبور باشید) ... و به راحتی می تواند از طریق یک اتاق کاغذ یا پارچه را بدست آورد. آتش بزن

ممکن است فکر کنید که این بعید نیست.

لیزر 120 وات من فقط 20٪ از لامپ های رشته ای 100 وات قدرتمندتر است.

اما مانند آن فکر کنید. سطح لامپ 100 وات ممکن است 100 سانتیمتر مربع باشد - و به اندازه کافی داغ خواهد بود که هنگام لمس کردن شما را بسوزاند.

پرتو حاصل از لیزر تقریباً همان انرژی را حمل می کند - اما پرتو فقط قطر یک مداد است - بگذارید بگوییم 1 سانتی متر مربع است. بنابراین نور (و در مورد من نور مادون قرمز) تولید می کند که تقریباً 100 برابر گرمتر از لامپ 100 وات - به اندازه کافی برای آتش زدن به هر چیزی که از فاصله حدود 20 فوت می سوزاند ، کافی است.

اما اگر این پرتو را تمرکز کنید (مانند لیزر من سوریان) ، می توانید آن را در حدود یک دهم میلی متر محدود کنید. این ده هزارم سانتی متر مربع است - و اگر این کار را انجام دهید ، نور حاصل یک میلیون بار درخشان تر / گرم تر از سطح یک لامپ 100 وات و ... خواهد بود و این مقدار قابل توجهی انرژی است!


پاسخ 2:

یک نکته مهم در اینجا باید مورد بررسی قرار گیرد: تفاوت بین لیزر موج مداوم (CW) و یک لیزر پالس. لیزر CW قدرت مداوم را تأمین می کند ، در حالی که یک لیزر پالس (در اینجا نیز تفاوت هایی وجود دارد ، مانند Q-Switched در مقابل Mode Locked ، که ما آن را نادیده می گیریم) نور را در پالس های کوتاه (معمولی) منتشر می کند که خود را با سرعت مشخص تکرار می کنند. چگونه این مربوط به قدرت است؟ ما از قدرت اوج و قدرت متوسط ​​صحبت می کنیم - در لیزرهای CW تقریباً یکسان هستند (تا یک متر مربع (2) عامل) ، اما در لیزرهای پالس می توان اختلاف زیادی را نشان داد. به عنوان مثال ، برخی از لیزرهای فوق سریع که پالسهای زیر پیکوزونگ را با میزان تکرار "کم" تولید می کنند ، منجر به قدرت اوج بسیار بالا اما قدرت متوسط ​​پایین می شوند. در اینجا یک مثال عددی وجود دارد: من با یک لیزر قفل شده با حالت کار کردم که 100 پالس femtosecond منتشر می کند (این 10 ثانیه - 13 ثانیه است) با تکرار 30 مگاهرتز (یعنی یک پالس در هر 1 / (30 * 10 ^ 6)) تولید شده است = 33 نانو ثانیه). 33 nanosecond 330،000 برابر طولانی تر از 100 femtosecond است. بنابراین می توانید فهمید که فقط یک چراغ کوتاه (پالس) دریافت می کنید و پس از آن دیگر برای مدت زمان طولانی نور نیست. این همچنین بدان معنی است که با یک قدرت متوسط ​​100 مگاوات ، به عنوان مثال ، قدرت اوج 330،000 ضرب می شود ، که منجر به 33 کیلو وات (!) می شود. به نظر می رسد که بسیاری از اثرات (از جمله سوزاندن لیزر ...) به جای قدرت اوج مربوط به قدرت متوسط ​​(همانطور که در جواب قبلی گفته شد) است. از طرف دیگر ، برخی از نوریهای بسیار جالب توجه به توان اوج مربوط می شوند - پالس های کوتاه تقویت شده به راحتی می توانند منجر به پالس انرژی 1 میلی آمپر در 100 ثانیه از جنبش شوند ، که منجر به قدرت حداکثر 10 GW (10 ^ 10 W) می شود. اینها می توانند بر روی 100 میکرومتر 2 متمرکز شوند و در نتیجه اوج شدت 10 16 W / cm 2 باشد. در این شدت ها ، شما می توانید برخی از نوری های غیر خطی واقعاً جالب مانند ایجاد هارمونیک های شدید و تمرکز خود در هوا را انجام دهید.

برگشت به سوال اولیه: بله ، یک عدد 10،000 بین 5 تا 50،000 مگاوات وجود دارد ، به این معنی که 10،000 فوتون دیگر در هر واحد زمان ساطع می شوند. صرف نظر از اینکه شما در رقابت با عملکرد بالا یا متوسط ​​هستید ، تفاوت زیادی در کارهایی که می توانستید انجام دهید وجود دارد.