Metodă revoluționară de măsurare a puterii optice

Metodă revoluționară de măsurare a puterii optice
Laserede toate tipurile și intensitățile sunt peste tot, de la indicatoare pentru chirurgia oculară la fascicule de lumină și metale folosite pentru tăierea țesăturilor de îmbrăcăminte și a multor produse. Sunt folosite în imprimante, stocarea datelor șicomunicații opticeAplicații de fabricație, cum ar fi sudarea; Arme militare și poligon; Echipamente medicale; Există multe alte aplicații. Cu cât rolul jucat delaser, cu atât mai urgentă este nevoia de a calibra cu precizie puterea sa de ieșire.
Tehnicile tradiționale de măsurare a puterii laserului necesită un dispozitiv care poate absorbi toată energia din fascicul sub formă de căldură. Prin măsurarea schimbării de temperatură, cercetătorii pot calcula puterea laserului.
Însă până acum nu a existat nicio modalitate de a măsura cu precizie puterea laserului în timp real în timpul fabricației, 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 pentru a evalua dacă piesele lor îndeplinesc specificațiile de fabricație după producție.
Presiunea de radiație 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 sesizabilă - aproximativ egală cu greutatea unui fir de nisip. Cercetătorii au inițiat o tehnică revoluționară de măsurare a unor cantități mari și mici de putere luminoasă prin detectarea presiunii de radiație exercitate de lumină asupra unei oglinzi. Manometrul de radiație (RPPM) este conceput pentru măsurători de putere mare.surse de luminăfolosind o balanță de laborator de înaltă precizie, cu oglinzi capabile să reflecte 99,999% din lumină. Pe măsură ce fasciculul laser se reflectă în oglindă, balanța înregistrează presiunea exercitată de aceasta. Măsurarea forței este apoi convertită într-o măsurătoare de putere.
Cu cât puterea fasciculului laser este mai mare, cu atât deplasarea reflectorului este mai mare. Prin detectarea precisă a acestei deplasări, oamenii de știință pot măsura cu sensibilitate puterea fasciculului. Stresul implicat poate fi foarte minim. Un fascicul super-puternic de 100 de kilowați exercită o forță de aproximativ 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 se oferă designul original RPPM pentru lasere de putere mai mare. În același timp, echipa de cercetători dezvoltă un instrument de generație următoare numit Beam Box, care va îmbunătăți RPPM prin măsurători online simple ale puterii laserului și prin extinderea intervalului de detecție la puteri mai mici. O altă tehnologie dezvoltată în prototipurile timpurii 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 fasciculele de microunde care în prezent nu au capacitatea de a măsura cu precizie.
O putere laser mai mare este de obicei măsurată prin îndreptarea fasciculului către o anumită cantitate de apă circulantă și detectarea unei creșteri a temperaturii. Rezervoarele implicate pot fi mari, iar portabilitatea este o problemă. Calibrarea necesită de obicei transmiterea laserului către un laborator standard. Un alt dezavantaj nefericit: instrumentul de detectare riscă să fie deteriorat de fasciculul laser pe care ar trebui să îl măsoare. Diverse modele de presiune a radiațiilor pot elimina aceste probleme și pot permite măsurători precise ale puterii la locul utilizatorului.