Lazer Parlaklığı Nedir?
Lazer parlaklığı — daha teknik adıyla ışıma (radyans) — bir lazerin birim yayıcı alan ve birim katı açı başına ne kadar optik güç verdiğini ifade eder. Yalnızca ham güç değerinden farklı olarak parlaklık, enerjinin ne kadar dar bir noktaya odaklanıp ne kadar iyi kolime edilebileceğini de yakaladığı için bir lazer kaynağının en temel başarım ölçütlerinden biridir. İki lazerin gücü aynı olsa bile, biri daha geniş bir demete veya daha büyük bir ıraksamaya sahipse parlaklıkları çok farklı olabilir.
Formül
Parlaklık şöyle tanımlanır:
$$B = \frac{P}{A \cdot \Omega}, \quad \text{burada } \Omega = \pi \cdot \theta^{2}$$
Burada P watt cinsinden lazer gücü, A metrekare cinsinden demetin kesit alanı, θ radyan cinsinden demet ıraksamasının yarı açısı ve Ω steradyan cinsinden demetin katı açısıdır. İki ifade birleştirildiğinde $$B = \frac{P}{A \cdot \pi \cdot \theta^{2}}$$ elde edilir ve birimi \(\text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}\) olur.
Bu Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır?
Lazer gücünü, açıklıktaki demet alanını ve radyan cinsinden demet ıraksamasının yarı açısını girin. Hesaplayıcı önce katı açıyı Ω hesaplar, ardından gücü alan ile katı açının çarpımına bölerek parlaklığı verir. Gücü artırmak parlaklığı yükseltir; daha büyük bir nokta boyutu veya daha geniş bir ıraksama ise parlaklığı düşürür.
Çözümlü Örnek
Bir lazerin \(P = 1\ \text{W}\) güçle, \(A = 0{,}0001\ \text{m}^2\) demet alanından ve \(\theta = 0{,}001\ \text{rad}\) ıraksama yarı açısıyla yayım yaptığını varsayalım. Katı açı $$\Omega = \pi \times 0{,}001^{2} \approx 3{,}1416 \times 10^{-6}\ \text{sr}$$ olur. Buradan $$B = \frac{1}{0{,}0001 \times 3{,}1416 \times 10^{-6}} \approx 3{,}183 \times 10^{9}\ \text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}$$ bulunur.
Sık Sorulan Sorular
Iraksama neden bu kadar önemli? Parlaklık \(\theta^{2}\) ile değiştiği için ıraksamayı yarıya indirmek parlaklığı dört katına çıkarır; kolimasyon kritik öneme sahiptir.
Parlaklık korunur mu? İdeal, kayıpsız bir optik sistemde ışıma (parlaklık) pasif optik elemanlarla artırılamaz; yalnızca korunabilir ya da azaltılabilir.
Hangi birimleri kullanmalıyım? Baştan sona SI birimlerini kullanın: watt, metrekare ve radyan. Böylece parlaklık \(\text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}\) biriminde çıkar.
