Revolutionerende metode til optisk effektmåling
Lasereaf alle typer og intensiteter er overalt, fra pointere til øjenkirurgi til lysstråler til metaller, der bruges til at skære tøjstoffer og mange produkter. De bruges i printere, datalagring ogoptisk kommunikation; Fremstillingsapplikationer såsom svejsning; Militære våben og rækkevidde; Medicinsk udstyr; Der er mange andre applikationer. Jo vigtigere den rolle spillerlaser, jo mere presserende er behovet for præcist at kalibrere dens udgangseffekt.
Traditionelle teknikker til måling af lasereffekt kræver en enhed, der kan absorbere al energien i strålen som varme. Ved at måle temperaturændringen kan forskerne beregne laserens kraft.
Men indtil nu har der ikke været nogen måde at måle lasereffekt nøjagtigt i realtid under fremstilling, for eksempel når en laser skærer eller smelter en genstand. Uden disse oplysninger kan nogle producenter blive nødt til at bruge mere tid og penge på at vurdere, om deres dele opfylder produktionsspecifikationerne efter produktion.
Strålingstryk løser dette problem. Lys har ingen masse, men det har momentum, som giver det en kraft, når det rammer en genstand. Kraften af en 1 kilowatt (kW) laserstråle er lille, men mærkbar - omtrent vægten af et sandkorn. Forskere har været banebrydende for en revolutionerende teknik til at måle store og små mængder lysstyrke ved at detektere strålingstrykket, som lyset udøver på et spejl. Radiation manometer (RPPM) er designet til høj effektlyskilderved hjælp af en højpræcisions laboratorievægt med spejle, der er i stand til at reflektere 99,999 % af lyset. Når laserstrålen hopper fra spejlet, registrerer balancen det tryk, den udøver. Kraftmålingen konverteres derefter til en effektmåling.
Jo højere effekt laserstrålen har, jo større forskydning af reflektoren. Ved præcist at detektere mængden af denne forskydning kan videnskabsmænd følsomt måle strålens kraft. Den involverede stress kan være meget minimal. En superstærk stråle på 100 kilowatt udøver en kraft i området 68 milligram. Nøjagtig måling af strålingstryk ved meget lavere effekt kræver et meget komplekst design og konstant forbedring af teknik. Tilbyder nu det originale RPPM-design til lasere med højere effekt. Samtidig udvikler forskerholdet et næste generations instrument kaldet Beam Box, der vil forbedre RPPM gennem simple online lasereffektmålinger og udvide detektionsområdet til lavere effekt. En anden teknologi udviklet i tidlige prototyper er Smart Mirror, som yderligere vil reducere målerens størrelse og give mulighed for at detektere meget små mængder strøm. Til sidst vil det udvide nøjagtige strålingstrykmålinger til niveauer, der påføres af radiobølger eller mikrobølgestråler, som i øjeblikket alvorligt mangler evnen til at måle nøjagtigt.
Højere lasereffekt måles normalt ved at rette strålen mod en vis mængde cirkulerende vand og detektere en temperaturstigning. De involverede tanke kan være store, og transportabilitet er et problem. Kalibrering kræver normalt lasertransmission til et standardlaboratorium. En anden uheldig ulempe: detektionsinstrumentet er i fare for at blive beskadiget af den laserstråle, det skal måle. Forskellige strålingstrykmodeller kan eliminere disse problemer og muliggøre nøjagtige effektmålinger på brugerens sted.
Indlægstid: 31-jul-2024