کیلکولیٹر لائبریری
لیزر اور آپٹکس کیلکولیٹر
110 انجینئرنگ کیلکولیٹر جو پلس انرجی، بیم پروپیگیشن، فائبر، ڈیٹیکٹر، رینجنگ اور LiDAR کا احاطہ کرتے ہیں۔ ہر ایک کثیر جہتی ہے: وہ متغیر منتخب کریں جسے آپ حل کرنا چاہتے ہیں اور باقی کو پُر کریں۔
لیزر کی بنیادی معلومات 12 کیلکولیٹر
پلس چوٹی کی طاقت
پلس کی توانائی اور پلس کی چوڑائی سے فوری زیادہ سے زیادہ طاقت
P_peak = E / τ
اوسط طاقت
تکراری شرح اور فی پلس توانائی سے مسلسل اوسط پاور۔
P_avg = E · f_rep
فلوسینس
یونٹ رقبے کے لحاظ سے لیزر توانائی - وہ قیمت جو مواد کی نقصان دہ حد متعین کرتی ہے۔
F = E / رقبہ
شدت
فی یونٹ رقبہ فوری لیزر پاور
I = P / رقبہ
گاؤسی بیم ڈائیورجنس
ڈِفریکشن لمٹ پر فار-فیلڈ نصف زاویائی انحراف۔
θ = λ / (π · w₀)
ریلے کی لمبائی
وہ فاصلہ جس پر بیم اپنی کمر سے پھیلتا ہے جب تک کہ نقطے کا رقبہ دوگنا نہ ہو جائے۔
z_R = π · w₀² / λ
فاصلہ z پر اسپاٹ سائز
کمر سے فاصلے z پر بییم کا رداس۔
w(z) = w₀ · √[1 + (z/zR)²]
مرکز شدہ نقطے کا قطر
لینس کے ذریعے لیزر بیم کا نظریاتی فوکل اسپاٹ قطر۔
d ≈ (1.27 · λ · f) / D
سنگل فوٹون کی توانائی
طول موج اور کوانٹم توانائی eV میں تبدیل کریں۔
E = 1239.8 / λ
ڈیوٹی سائیکل اور حرارتی لوڈ
پلس کی چوڑائی اور تکرار کی شرح سے لیزر کے فعال ہونے کا وقت کا حصہ۔
ڈیوٹی = τ · f_rep
پلس کا مکانی طول
جسمانی فاصلہ جو ایک الٹراسورٹ پلس خلا میں گھیرتا ہے۔
L = c · τ
بییم کوالٹی فیکٹر M2
یہ بتاتا ہے کہ حقیقی بیم نظریاتی گاؤسیئن بیم سے کتنی دور ہے۔
M² = (π·w₀·θ) / λ
رینجنگ اور LiDAR 14 کیلکولیٹر
پلس کا پرواز کا وقت (TOF)
ہدف کا فاصلہ ماپے گئے پلس راؤنڈ ٹرپ وقت سے۔
D = (c · Δt) / 2
فیز-شفٹ رینجنگ
موج کی ماڈیولیٹ شدہ مرحلے کے فرق سے فاصلہ۔
D = (c / 4πf) · Δφ
تثلیث پیمائش
مختصر فاصلے پر ہدف کی تبدیلی یا جیومیٹری سے مطلق فاصلہ۔
D = (L · f) / x
LiDAR لنک بجٹ
ریسیور پر کیپچر ہونے والی آپٹیکل پاور کا اندازہ لگائیں۔
Pr = Pt · (ρA/πR²) · η
رینج ریزولوشن
دو قریبی اہداف کو الگ کرنے کی صلاحیت۔
ΔR = cτ / 2
غیر مبہم دائرہ
پلس ریپیٹیشن فریکوئنسی (PRF) کے ذریعے زیادہ سے زیادہ دریافت کی حد۔
R_max = c / (2 · PRF)
LiDAR سگنل سے شور کا تناسب
ڈیٹیکشن کے معیار کا جائزہ لیں۔
SNR = Ps / √(Pb Pd)
ڈوپلر شفٹ
ہدف کی شعاعی رفتار سے پیدا ہونے والا فریکوئنسی آفسیٹ۔
v = (λ · Δf) / 2
LiDAR دور کے میدان کا مقام
طویل فاصلے پر بییم کا قطر۔
S ≈ D_exit R · θ
زاویائی ریزولوشن (سکیننگ)
سکیننگ سسٹم کی طولی قرارداد طے کرتا ہے۔
Δx = R · Δθ
فضائی کمزوری
گردشی راستے کی ماحولیاتی منتقلی کا تخمینہ۔
T = exp(-2αR)
FMCW رینجنگ
ہدف کا فاصلہ بیٹ فریکوئنسی سے۔
R = (c · fb · T) / (2 · B)
فی نبض واپس آنے والے فوٹونز
ڈیٹا شیٹ کے پیک پاور، پلس چوڑائی اور طول موج کے علاوہ رسیور اپرچر، ہدف کی عکاسیت اور سسٹم کی افادیت سے فی پلس واپس آنے والے فوٹون اور فوٹون-گنتی رسیور کے لیے زیادہ سے زیادہ فاصلہ۔
N = P_peak·τ·ρ·A_rx·η / (πR²·hc/λ)
ٹرانسمیٹر پلز کے پیرامیٹرز
905 nm PLD اور 1535 nm اڑبیریم-گلاس ٹرانسمیٹر کے انتخاب کے لیے ڈاٹا شیٹ کی چوٹی طاقت، پلس کی چوڑائی اور دہرانے کی شرح سے پلس کی توانائی، اوسط طاقت اور ڈیوٹی سائیکل۔
E = P_peak·τ, P_avg = E·f, D = τ·f
بییم اور آپٹکس 14 کیلکولیٹر
فاصلہ بمقابلہ اسپاٹ سائز
معین فاصلے پر بییم کا سائز، منتشر ہونے کے زاویے سے۔
W(z) ≈ W₀ + 2 · z · tan(θ/2)
مرکز شدہ نقطہ
ڈفیریکشن لمٹ پر لینز کے فوکسڈ بیم کا اسپاٹ سائز۔
2w₀ = (4·λ·f) / (π·D)
سنل کا قانون
دو وسطوں کے درمیان مڑنے کا زاویہ۔
n₁ · sin(θ₁) = n₂ · sin(θ₂)
بریوسٹر کا زاویہ
اس زاویے پر جہاں P-قطبی روشنی منعکس نہیں ہوتی۔
θ_B = arctan(n₂ / n₁)
کریٹیکل اینگل (TIR)
کلی داخلی عکاسی زاویہ برائے روشنی جو گھنے سے کم گھنے میڈیم کی جانب سفر کر رہی ہو۔
θ_c = arcsin(n₂ / n₁)
فریسنل ریفلیکشن
عام وقوع پر سطح کی عکاسی اور ترسیل۔
R = ((n₂-n₁)/(n₂+n₁))²
مالس کا قانون
انالیزر سے گزرنے کے بعد پولرائزڈ روشنی کی شدت
I = I₀ · cos²(θ)
ایکسٹِنکشن ریٹیو
قطبیّت کی پاکیزگی کی پیمائش۔
ER(dB) = 10 · log₁₀(P_max/P_min)
سطح جھکاؤ اور ترجمہ
کروی سطح کے مرکزِ انحنا کی تبدیلی اور اس سے پیدا ہونے والی سطح جھکاؤ کے درمیان تعلق۔
θ = arctan(Δ / R)
سنٹرنگ: ترسیل سے عکس تک
منتقل شدہ مرکزیت کی غلطی کو عکاس مرکزیت کی غلطی یا سطح کی جھکاؤ میں تبدیل کریں۔
T = (n - 1) · R
ISO 10110 سینٹرنگ
ISO 4/sigma(L): کیج زاویہ کو ایج موٹائی کے فرق (ETD) میں تبدیل کرنا۔
ای ٹی ڈی ≈ D · tan(σ)
زاویائی ریزولوشن (ریلے)
ریلے معیار: سب سے چھوٹی زاویہ جس پر آپٹیکل سسٹم دو نقطہ سورسز کو الگ کرتا ہے
θ = 1.22 · λ / D
ایری ڈسک قطر
تصویری سطح پر ایک مثالی آپٹیکل سسٹم میں بننے والے تفریق کے نقطے کا قطر۔
d = 2.44 · λ · N
مائیکروسکوپ ریزولوشن (ابے)
اخراجی مائکروسکوپ ریزولوشن، جو عددی اپرچر اور مائع کے ریفریکٹیو انڈیکس سے متعین ہوتی ہے۔
δ = 0.5 · λ / NA
پلسی اور توانائی 10 کیلکولیٹر
اعلیٰ طاقت
پلس توانائی، پلس چوڑائی اور چوٹی طاقت کے درمیان تعلق۔
P_peak = E / τ
اوسط طاقت
اوسط طاقت، پلس توانائی اور تکرار کی شرح کے درمیان تعلق۔
P_avg = E × f_rep
ڈیوٹی سائیکل
لیزر آن ٹائم کا مکمل مدت کے ساتھ تناسب
D = τ × f_rep
فلوسینس
فی یونٹ ایریا توانائی۔
F = E / رقبہ
شدت
یونٹ رقبہ پر طاقت۔
I = P / رقبہ
سم-فریکوئنسی جنریشن (SFG)
غیر خطی نوری عمل: 1/l3 = 1/l1 1/l2
ω₃ = ω₁ + ω₂
غیر خطی فیز (SPM B-integral)
فائبر میں الٹرا شارٹ یا ہائی پاور روشنی کی سیلف فیز مڈیولیشن (B-انٹیگرل) کا اندازہ لگائیں۔
φ_NL = (2π/λ) · n₂ · I · L_eff
سولِٹن پیرامیٹرز
فنڈامینٹل سولٹن (N=1) کی حالت اور فائبر میں متعلقہ لمبائی کے پیمانے، ایک سیک-اسکوائرڈ شکل فرض کرتے ہوئے۔
N² = (γP₀T₀²) / |β₂|
پھیلاؤ کی وسعت
ایک گاؤسی نبض کی چوڑائی جب وہ منتشر کرنے والے مادّے سے گزرتی ہے۔
τ(L) = τ₀ · [1 + (L/L_D)²]^0.5
تبدیلی حد
وقت-بینڈوتھ پروڈکٹ سے نظریاتی سب سے کم پلس چوڑائی۔
Δν · Δτ = K (Sech²: 0.315)
فائبر اور لیزرز 10 کیلکولیٹر
فائیبر عددی سوراخ (NA)
NA اور قبولیت زاویہ کے درمیان تبدیلی (سنگل موڈ تقریباً 0.13، ملٹی موڈ تقریباً 0.22)۔
NA = sin(θ_half)
V-نمبر اور موڈز
فائبر کی معیاری فریکوئنسی V، اور سنگل-موڈ بنام ملٹی-موڈ کٹ آف شرط۔
V = (2πa/λ) · NA
موڈ فیلڈ قطر (MFD)
اسٹپ انڈیکس فائبر کے موڈ فیلڈ قطر 2w کا مارکیوس اندازہ۔
w/a ≈ 0.65 + 1.6/V^1.5 + 2.8/V^6
فائبر کپلنگ ایفیشنسی
یوجین بیم کے عرضی آفسیٹ کی وجہ سے فائیبر کا جوڑ کھو جانا۔
η = exp(-2(x/w)²)
پھیلاؤ کی نبض کی وسعت
رنگی انتشار کی وجہ سے وقت میں پلس کی چوڑائی بڑھنا۔
Δτ = |D| · L · Δλ
فائبر ایمپلیفائر فائدہ
فائبر ایمپلیفائر جیسا کہ EDFA یا YDFA کی گین سیچوریشن کی خصوصیات۔
G = G₀ / (1 P_in / P_sat)
فائیبر لیزر آوٹ پٹ
زا CW فائبر لیزر کی آؤٹ پٹ پاور، سلوپ افیشینسی سے۔
P_out = η · (P_pump - P_th)
رِیزونیٹر استحکام
g پیرامیٹرز استعمال کرتے ہوئے دو آئینے کی استحکام کی شرط۔ مستحکم جب 0 < g1*g2 < 1۔
g = 1 - L/R
دو آئینے والے کیویٹی کی کمر
مستحکم دو آئینے والی کیویٹی کے اندر کمر کا نصف قطر اور اس کی پوزیشن۔
w₀² = (λL/π)·[g1g2(1-g1g2)/(g1+g2-2g1g2)²]^0.5
حرارتی لینسنگ
زیادہ پمپ طاقت کے تحت لیزر کرسٹل کی حرارتی طور پر پیدا شدہ فوکل لمبائی۔
f_th ≈ (K · A_pump) / (P_heat · dn/dT)
سپیکٹرم اور یوٹیلٹیز 9 کیلکولیٹر
سپیکٹرم کنورٹر
طول موج، تعدد اور موج نمبر کے درمیان تبدیلی کریں۔
f = c/λ, ν̃ = 1/λ
زاویہ کنورٹر
ڈگریز، ریڈیئنز، ملی ریڈیئنز، آرک منٹس اور آرک سیکنڈز میں اعلی درستگی تبدیلی۔
θ_rad = θ_deg · π / 180
آپٹیکل کثافت (فلٹرنگ)
ٹرانسمیٹنس T اور آپٹیکل ڈینسٹی OD کے درمیان تبدیلی کریں۔
OD = -log₁₀(T)
گریٹنگ مساوات
ڈفرکشن گرٹنگ کے اندر پڑنے والے زاویہ اور ڈفرکشن زاویہ کے درمیان تعلق۔
d(sinα sinβ) = mλ
طول موج کا حرارتی بہاؤ
ماحول کے درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے لیزر کے مرکز کی طولِ موج میں تبدیلی۔
Δλ = α · ΔT
ڈوپلر شفٹ
ہدف کی شعاعی رفتار سے پیدا ہونے والا فریکوئنسی آفسیٹ۔
Δf = 2 · v · cosθ / λ
سنگل-لئیر AR کوٹنگ
سنگل-لیئر اینٹی ریفلکشن کوٹنگ کا مثالی انکساری اشاریہ اور موٹائی (QWOT)
n₁ = √(n₀nₛ), d = λ₀ / 4n₁
بریگ مرر
ایک دورانیہ والا اعلیٰ عکاس کوٹنگ اسٹیک کی اعلیٰ عکاسی۔
R = [(n₀(n_H)²ᴺ - nₛ(n_L)²ᴺ) / (...)]²
فابری-پیروٹ ایٹالیون
فبری-پیروٹ خلا کی فری اسپیکٹرل رینج (FSR) اور فینیس۔
F = π√R / (1-R), FSR = c / 2nL
APD ایوالانچ فوٹوڈایوڈز 7 کیلکولیٹر
APD آر سی رائز ٹائم
آر سی رائز ٹائم جنکشن کیپسٹنس سے طے ہوتا ہے، جو خود پرمیٹیویٹی پر منحصر ہے۔
tr = 2.2 · R · C(εr)
APD آؤٹ پٹ فوٹو کرنٹ
واقعہ طاقت، بیس ریسپانسیویٹی اور ایوالانچ حاصل سے کل اخراجی کرنٹ۔
Iph = Pin · Re · (M/100)
APD سیمپل وولٹیج
نمونے کے مزاحم پر پیدا ہونے والی آؤٹ پٹ وولٹیج کی ایمپلیٹیوڈ
Vout = (Iph + Id) · Ri
APD گین وولٹیج ماڈل
ریورس وولٹیج کے خلاف گین کا تجرباتی فٹ، بریک ڈاؤن ٹرینڈ کے تجزیہ کے لیے۔
M = 1 / [1 - (Vr/Vbr)ⁿ]
APD درجہ حرارت کی تلافی
بایس وولٹیج شفٹ کی ضرورت تاکہ گین کو مستقل رکھا جا سکے جب ماحولیاتی درجہ حرارت میں تبدیلی ہو۔
Vr(T) = Vref + δ · (T - Tref)
APD بینڈوڈتھ
منفی 3 dB بینڈوڈتھ اور رائز ٹائم جنکشن کیپیسیٹنس اور لوڈ ریزسٹنس سے مقرر شدہ۔
fbw = 1/(2πRC), tr = 0.35/fbw
APD ڈارک کرنٹ افلاس
اسٹیٹک پاور جو APD خود ریورس بائیس کے دوران خارج کرتا ہے۔
Pdark = Id · Vr
SPAD سنگل-فوٹون کا پتہ لگانا 11 کیلکولیٹر
فوٹون توانائی اور تعداد
اوسط آپٹیکل پاور اور ایک انٹیگریشن ونڈو کے اندر آنے والے فوٹونز کی تعداد کے درمیان تبدیلی۔
E_ph = hc/λ, N = P·t / E_ph
دریافت کی کارکردگی اور کاؤنٹ ریٹ
فوٹون فلوکس، فوٹون ڈیٹیکشن ایفیشینسی اور آپٹیکل پاتھ کے نقصان سے گنتی کی شرح۔
R = Φ · PDE · 10^(−L/10)
ڈارک کاؤنٹس اور SNR
سگنل کی گنتی، ڈارک کاؤنٹس اور انٹیگریشن وقت سے فوٹون گنتی سگنل سے شور کا تناسب۔
SNR = S / √(S D)
ڈیڈ ٹائم اور کاؤنٹ کریکشن
SPAD ڈید ٹائم کے لیے ناپی گئی اور حقیقی گنتی کی شرح کے درمیان درست کریں، دونوں سمتوں میں۔
M = T / (1 + T·τd)
ٹائمنگ جٹر اور رینج ریزولوشن
ڈٹیکٹر ٹائمنگ جٹر سے رینج ریزولوشن، یا ہدف کی ریزولوشن حاصل کرنے کے لیے جٹر
ΔR = c · σt / 2
SiPM ارے کی سچوریشن
دیے گئے آنے والے فوٹون کی تعداد اور PDE کے لیے فائر کیے گئے مائیکرو خلیوں کی تعداد، یعنی SiPM سچوریشن۔
N_out = N_pix · [1 − e^(−PDE·N_ph / N_pix)]
بعدی دھماکہ
ہولڈ آف وقت اور ٹریپ کی عمر کے فنکشن کے طور پر بعد کے دھماکے کا امکان۔
P_ap = P₀ · e^(−t_hold / τ)
اریے کراس ٹاک
SPAD صف کے پڑوسی خلیات کے درمیان کل کراس ٹاک کا امکان۔
P_tot = [1 − (1 − p_ct)^n]
گیٹڈ-موڈ تجزیہ
گیٹیڈ آپریشن میں موثر پس منظر شور، گیٹ کی چوڑائی، تکرار کی شرح اور خام شور سے۔
N_eff = N_raw · (چوڑائی · فریکوئنسی)
ڈی سی آر بمقابلہ درجہ حرارت
ڈبلنگ-درجہ حرارت کے کوفیشینٹ کا استعمال کرتے ہوئے درجہ حرارت کے خلاف ڈارک کاؤنٹ ریٹ۔
DCR(T) = DCR₀ · 2^((T−T₀)/k)
PDE سپیکٹرم منحنی
پیک ویولینتھ کے ارد گرد ویولینتھ کے خلاف فوٹون ڈیٹیکشن ایفیشنسی کا گاؤسی ماڈل۔
PDE(λ) = PDE_max · e^(−½((λ−λ₀)/σ)²)
کیو-سوئچڈ لیزرز 2 کیلکولیٹر
سوِپڈ سورس اور کیاؤس (FDML) 10 کیلکولیٹر
FDML کیویٹی کی لمبائی اور ہم وقت سازی
کیو میں روشنی کے گزرنے کے وقت کے مطابق سویپ فریکوئنسی کو مقفل کرنا۔
f_sweep = c / (n_eff · L)
OCT محوری ریزولوشن
FDML-OCT محوری ریزولوشن سویپ بینڈوڈتھ سے مقرر کی جاتی ہے۔
δz = (2ln2/π) · (λ₀²/Δλ)
سوِپ بینڈوڈتھ کنورژن
ایک وے لینتھ سوئپ اسپین (nm میں) کو مساوی فریکوئنسی بینڈ وڈتھ (THz میں) میں تبدیل کریں۔
Δν ≈ (c/λ₀²) · Δλ
k-اسپیس سیمپلنگ
موج نمبر کی جگہ میں خطی نمونہ دوبارہ لینے کا قدم۔
Δk = 2πΔλ / λ₀²
ADC امیجنگ گہرائی کی حد
ADC سیمپل ریٹ کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ بغیر ایلائس کے امیجنگ گہرائی۔
z_max = (c/4n) · (f_s/f_sweep)
ہاتھا پھیلاؤ فیڈ بیک تاخیر
بیرونی فیڈبیک کی تاخیر ٹاؤ فیڈبیک لوپ کی لمبائی سے مقرر کی جاتی ہے۔
τ = n_eff · L_delay / c
فوری ہم آہنگی کی لمبائی
سوئپڈ لیزر کی ہم آہنگی کی کارکردگی اس کی عارضی لائن وڈتھ سے جانچی جاتی ہے۔
L_c = λ₀² / Δλ_inst
نسبتی شدت شور (RIN)
لیزر آؤٹ پٹ پاور کی تغیرات کا شماریاتی بیان۔
RIN = <δP²> / (P² · Δf)
FDML ہم وقت سازی اسکور
جانچیں کہ موجودہ سویپ فریکوئنسی جسمانی کیویٹی کی لمبائی کے ساتھ کس حد تک مطابقت رکھتی ہے۔
اسکور: ہم آہنگی (f_sw بمقابلہ c/nL)
لیزر مرحلے کی شور
دی گئی آفسیٹ فریکوئنسی پر فیز شور پاور اسپیکٹرم ڈینسٹی۔
L(f) = 10 · log10(S_phi(f)/2)
برق گیرائی اور ڈائلیکٹر 5 کیلکولیٹر
برق گیرائی سے کپیسٹینس
متوازی پلیٹ کیپیسٹر کی گنجائش کا حساب لگائیں، یا مواد کے برقی استقلال کو معلوم کریں۔
C = ε₀ · εr · A / d
E-فیلڈ اور منتقل ہونے والا ویکٹر
ڈائلیکٹرک کے اندر برقی میدان کی شدت اور برقی ڈسپلیسمنٹ۔
D = ε₀ · εr · E
برق گیرائی سے انکسار کا اشاریہ
غیر مقناطیسی مواد کے لیے روایتی طور پر برقی استقلال اور آپٹیکل ریفریکٹو انڈیکس کے درمیان تبدیلی۔
n ≈ √εr
وسط میں موج کی رفتار
مخصوص پرمیٹیوٹی والے مواد میں الیکٹرو میگنیٹک موج کی رفتار۔
v = c / √εr
کسی مادّے میں طول موج
کسی مادّے کے اندر طول موج، خلا کی طول موج کے مطابق۔
λm = λ₀ / √εr
بییم کومبائننگ اور کنٹرول 6 کیلکولیٹر
PBS پولرائزیشن ملاوٹ
ایک پولرائزنگ بیمسپلٹر دو عمودی قطبیز شدہ بیمز کو یکجا کرتا ہے؛ یکجا شدہ آؤٹ پٹ پاور کا حساب لگائیں۔
P_out = P₁ P₂ × η_pbs
فائیبر آپٹک سپلٹر
ایک فائبر سے منسلک سپلٹر ان پٹ کو دو پورٹس میں تناسب کے مطابق تقسیم کرتا ہے؛ ہر پورٹ پر طاقت کا حساب لگائیں۔
P₁ = P_in × R, P₂ = P_in × (1-R) × η
DOE انتشار تقسیم
ایک ڈفرایکٹو آپٹیکل عنصر ایک آنے والی بیم کو N مساوی شدت کے آرڈرز میں تقسیم کرتا ہے؛ ہر آرڈر کی شدت کا حساب لگائیں۔
I_n = I₀ × η_DOE / N_orders
لیزر ارے کا امتزاج
ہر لیزر کی اپنی جوڑنے کی کارکردگی کے بعد کئی لیزرز کی مجموعی اخراجی طاقت۔
P_total = Σ(P_i × η_i)
بییم اسپلیٹر پاور بجٹ
بیئم سپلٹر کے عکاس، منتقلی اور جذب کے درمیان تحفظ۔
R + T + A = 1
لیزر پاور جمع
کئی آزاد لیزرز کی غیر مربوط جمع ان کی جوڑنے کی کارکردگی کے بعد۔
P_combined = Σ P_i × η_coupling
کوئی کیلکولیٹر اس تلاش سے میل نہیں کھاتا۔
تمامایک تصریح ہے، حصہ نمبر نہیں؟
وہ حصے جو ان نمبروں کے مطابق ہوں۔