Metodă revoluționară de măsurare a puterii optice

Metodă revoluționară de măsurare a puterii optice
Laserede toate tipurile și intensitățile sunt peste tot, de la Pointere pentru operații oculare la fascicule de lumină până la metale folosite pentru tăierea țesăturilor de îmbrăcăminte și a multor produse. Sunt utilizate în imprimante, stocarea datelor șicomunicatii optice; Aplicații de fabricație, cum ar fi sudarea; Arme militare și distanță; Echipament medical; Există multe alte aplicații. Cu cât este mai important rolul jucat delaser, cu atât mai urgentă este nevoia de a-și calibra cu precizie puterea de ieșire.
Tehnicile tradiționale de măsurare a puterii laserului necesită un dispozitiv care poate absorbi toată energia din fascicul sub formă de căldură. Măsurând schimbarea temperaturii, cercetătorii pot calcula puterea laserului.
Dar până acum, nu a existat nicio modalitate de a măsura cu precizie puterea laserului în timp real în timpul producției, de exemplu, atunci când un laser taie sau topește un obiect. Fără aceste informații, unii producători ar putea fi nevoiți să cheltuiască mai mult timp și bani evaluând dacă piesele lor respectă specificațiile de producție după producție.
Presiunea radiației rezolvă această problemă. Lumina nu are masă, dar are impuls, ceea ce îi conferă o forță atunci când lovește un obiect. Forța unui fascicul laser de 1 kilowatt (kW) este mică, dar vizibilă - aproximativ greutatea unui grăunte de nisip. Cercetătorii au lansat o tehnică revoluționară de măsurare a cantităților mari și mici de putere luminoasă prin detectarea presiunii radiației exercitate de lumină pe o oglindă. Manometrul de radiații (RPPM) este proiectat pentru putere maresurse de luminăfolosind o balanță de laborator de înaltă precizie cu oglinzi capabile să reflecte 99,999% din lumină. Pe măsură ce fasciculul laser sare în oglindă, balanța înregistrează presiunea pe care o exercită. Măsurarea forței este apoi convertită într-o măsurătoare de putere.
Cu cât puterea fasciculului laser este mai mare, cu atât este mai mare deplasarea reflectorului. Detectând cu precizie cantitatea acestei deplasări, oamenii de știință pot măsura cu sensibilitate puterea fasciculului. Stresul implicat poate fi foarte minim. Un fascicul foarte puternic de 100 de kilowați exercită o forță în intervalul de 68 de miligrame. Măsurarea precisă a presiunii radiației la o putere mult mai mică necesită un design extrem de complex și o inginerie în continuă îmbunătățire. Acum oferă designul original RPPM pentru lasere de putere mai mare. În același timp, echipa de cercetători dezvoltă un instrument de ultimă generație numit Beam Box, care va îmbunătăți RPPM prin măsurători online simple de putere cu laser și extinzând intervalul de detectare la o putere mai mică. O altă tehnologie dezvoltată în primele prototipuri este Smart Mirror, care va reduce și mai mult dimensiunea contorului și va oferi capacitatea de a detecta cantități foarte mici de putere. În cele din urmă, va extinde măsurătorile precise ale presiunii radiației la niveluri aplicate de undele radio sau de fasciculele de microunde care în prezent nu au capacitatea de a măsura cu precizie.
Puterea mai mare a laserului este de obicei măsurată prin îndreptarea fasciculului către o anumită cantitate de apă în circulație și detectarea creșterii temperaturii. Tancurile implicate pot fi mari, iar portabilitatea este o problemă. Calibrarea necesită de obicei transmisie cu laser la un laborator standard. Un alt dezavantaj nefericit: instrumentul de detectare este în pericol de a fi deteriorat de fasciculul laser pe care ar trebui să îl măsoare. Diverse modele de presiune de radiație pot elimina aceste probleme și pot permite măsurători precise de putere la locul utilizatorului.