Revolutionerende metode til måling af optisk effekt

Revolutionerende metode til måling af optisk effekt
Lasereaf alle typer og intensiteter er overalt, fra pegepinde til øjenkirurgi til lysstråler til metaller, der bruges til at skære beklædningsstoffer og mange produkter. De bruges i printere, datalagring ogoptisk kommunikation; Fremstillingsapplikationer såsom svejsning; Militære våben og skydevåben; Medicinsk udstyr; Der er mange andre anvendelser. Jo vigtigere den rolle, somlaser, desto mere presserende er behovet for præcist at kalibrere dens effekt.
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 effekt.
Men indtil nu har der ikke været nogen måde at måle lasereffekt præcist i realtid under fremstillingen, for eksempel når en laser skærer eller smelter et objekt. Uden disse oplysninger kan nogle producenter være nødt til at bruge mere tid og penge på at evaluere, om deres dele opfylder produktionsspecifikationerne efter produktionen.
Strålingstryk løser dette problem. Lys har ingen masse, men det har momentum, hvilket giver det en kraft, når det rammer et objekt. Kraften fra en laserstråle på 1 kilowatt (kW) er lille, men mærkbar – omtrent på størrelse med et sandkorn. Forskere har udviklet en revolutionerende teknik til at måle store og små mængder lyskraft ved at detektere det strålingstryk, som lys udøver på et spejl. Strålingsmanometer (RPPM) er designet til højeffektmålinger.lyskilderved hjælp af en højpræcisionslaboratorievægt med spejle, der kan reflektere 99,999% af lyset. Når laserstrålen reflekteres fra spejlet, registrerer vægten det tryk, den udøver. Kraftmålingen omdannes derefter til en effektmåling.
Jo højere laserstrålens effekt er, desto større er reflektorens forskydning. Ved præcist at detektere størrelsen af ​​denne forskydning kan forskere følsomt måle strålens effekt. Den involverede belastning kan være meget minimal. En superstærk stråle på 100 kilowatt udøver en kraft i området 68 milligram. Præcis måling af strålingstryk ved meget lavere effekt kræver meget komplekst design og konstant forbedret teknik. Nu tilbyder 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 udvidelse af detektionsområdet til lavere effekt. En anden teknologi, der er udviklet i tidlige prototyper, er Smart Mirror, som yderligere vil reducere målerens størrelse og give mulighed for at detektere meget små mængder effekt. Til sidst vil den udvide nøjagtige strålingstrykmålinger til niveauer, der anvendes af radiobølger eller mikrobølgestråler, som i øjeblikket mangler evnen til at måle præcist.
Højere lasereffekt måles normalt ved at rette strålen mod en bestemt mængde cirkulerende vand og detektere en temperaturstigning. De involverede tanke kan være store, og bærbarhed 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.