Revolucionarna metoda merjenja optične moči

Revolucionarna metoda merjenja optične moči
Laserjivseh vrst in intenzivnosti so povsod, od kazalcev za operacijo oči do svetlobnih žarkov do kovin, ki se uporabljajo za rezanje oblačil in številnih izdelkov. Uporabljajo se v tiskalnikih, shranjevanju podatkov inoptične komunikacije; Uporaba v proizvodnji, kot je varjenje; Vojaško orožje in streljanje; Medicinska oprema; Obstaja veliko drugih aplikacij. Pomembnejšo vlogo imalaser, bolj nujna je potreba po natančni kalibraciji njegove izhodne moči.
Tradicionalne tehnike za merjenje moči laserja zahtevajo napravo, ki lahko absorbira vso energijo v žarku kot toploto. Z merjenjem temperaturne spremembe lahko raziskovalci izračunajo moč laserja.
Toda do zdaj ni bilo načina za natančno merjenje moči laserja v realnem času med proizvodnjo, na primer, ko laser reže ali tali predmet. Brez teh informacij bodo nekateri proizvajalci morda morali porabiti več časa in denarja za ocenjevanje, ali njihovi deli po proizvodnji ustrezajo proizvodnim specifikacijam.
Sevalni tlak rešuje ta problem. Svetloba nima mase, ima pa gibalno količino, ki ji daje silo, ko zadene predmet. Sila laserskega žarka z močjo 1 kilovat (kW) je majhna, a opazna – približno teža zrna peska. Raziskovalci so uvedli revolucionarno tehniko za merjenje velikih in majhnih količin svetlobne moči z zaznavanjem sevalnega pritiska, ki ga svetloba izvaja na ogledalo. Manometer sevanja (RPPM) je zasnovan za visoko močviri svetlobez uporabo visoko natančne laboratorijske tehtnice z ogledali, ki lahko odbijejo 99,999 % svetlobe. Ko se laserski žarek odbije od ogledala, tehtnica zabeleži pritisk, ki ga izvaja. Meritev sile se nato pretvori v meritev moči.
Večja kot je moč laserskega žarka, večji je premik reflektorja. Z natančnim zaznavanjem količine tega premika lahko znanstveniki občutljivo izmerijo moč žarka. Vključeni stres je lahko zelo minimalen. Super močan žarek 100 kilovatov izvaja silo v območju 68 miligramov. Natančno merjenje sevalnega tlaka pri veliko nižji moči zahteva zelo zapleteno zasnovo in nenehno izboljševanje inženiringa. Zdaj ponuja izvirno zasnovo RPPM za laserje z večjo močjo. Hkrati ekipa raziskovalcev razvija instrument naslednje generacije, imenovan Beam Box, ki bo izboljšal RPPM s preprostimi spletnimi meritvami moči laserja in razširil obseg zaznavanja na nižjo moč. Druga tehnologija, razvita v zgodnjih prototipih, je Smart Mirror, ki bo dodatno zmanjšala velikost števca in omogočila zaznavanje zelo majhnih količin moči. Sčasoma bo razširil natančne meritve sevalnega tlaka na ravni, ki jih uporabljajo radijski valovi ali mikrovalovni žarki, ki trenutno resno nimajo zmožnosti natančnega merjenja.
Večjo moč laserja običajno izmerimo tako, da žarek usmerimo na določeno količino krožeče vode in zaznamo povišanje temperature. Vključeni rezervoarji so lahko veliki in prenosljivost je težava. Kalibracija običajno zahteva laserski prenos v standardni laboratorij. Druga žalostna pomanjkljivost: instrument za zaznavanje je v nevarnosti, da ga poškoduje laserski žarek, ki naj bi ga meril. Različni modeli sevalnega tlaka lahko odpravijo te težave in omogočijo natančne meritve moči na mestu uporabnika.