Революционен метод за измерване на оптичната мощност
Лазериот всякакъв вид и интензитет са навсякъде, от указатели за очна хирургия до светлинни лъчи и метали, използвани за рязане на дрехи и много други продукти. Те се използват в принтери, устройства за съхранение на данни и...оптични комуникацииПроизводствени приложения като заваряване; Военни оръжия и далекомери; Медицинско оборудване; Има много други приложения. Колкото по-важна е ролята, която играелазер, толкова по-належаща е необходимостта от прецизно калибриране на изходната му мощност.
Традиционните техники за измерване на мощността на лазера изискват устройство, което може да абсорбира цялата енергия в лъча като топлина. Чрез измерване на промяната в температурата, изследователите могат да изчислят мощността на лазера.
Но досега не е имало начин за точно измерване на лазерната мощност в реално време по време на производството, например, когато лазер реже или разтопява обект. Без тази информация някои производители може да се наложи да отделят повече време и пари за оценка дали техните части отговарят на производствените спецификации след производството.
Радиационното налягане решава този проблем. Светлината няма маса, но има импулс, който ѝ придава сила, когато удари обект. Силата на лазерен лъч с мощност 1 киловат (kW) е малка, но забележима – приблизително колкото теглото на песъчинка. Изследователи са разработили революционна техника за измерване на големи и малки количества светлинна мощност чрез откриване на радиационното налягане, упражнявано от светлината върху огледало. Радиационният манометър (RPPM) е проектиран за измерване на висока мощност.източници на светлинас помощта на високопрецизна лабораторна везна с огледала, способни да отразяват 99,999% от светлината. Докато лазерният лъч се отразява от огледалото, везната регистрира упражняваното от него налягане. Измерването на силата след това се преобразува в измерване на мощността.
Колкото по-висока е мощността на лазерния лъч, толкова по-голямо е изместването на рефлектора. Чрез прецизно откриване на количеството на това изместване, учените могат чувствително да измерят мощността на лъча. Напрежението, което се случва, може да бъде много минимално. Свръхсилен лъч от 100 киловата упражнява сила в диапазона от 68 милиграма. Точното измерване на радиационното налягане при много по-ниска мощност изисква изключително сложен дизайн и постоянно усъвършенствано инженерство. Сега се предлага оригиналният RPPM дизайн за лазери с по-висока мощност. В същото време екипът на изследователите разработва инструмент от следващо поколение, наречен Beam Box, който ще подобри RPPM чрез прости онлайн измервания на мощността на лазера и ще разшири обхвата на откриване до по-ниска мощност. Друга технология, разработена в ранните прототипи, е Smart Mirror, която допълнително ще намали размера на измервателния уред и ще осигури възможност за откриване на много малки количества мощност. В крайна сметка това ще разшири точните измервания на радиационното налягане до нива, прилагани от радиовълни или микровълнови лъчи, които в момента силно нямат способността да измерват точно.
По-високата лазерна мощност обикновено се измерва чрез насочване на лъча към определено количество циркулираща вода и откриване на повишаване на температурата. Резервоарите, които се използват, могат да бъдат големи и преносимостта е проблем. Калибрирането обикновено изисква предаване на лазера до стандартна лаборатория. Друг неприятен недостатък: инструментът за откриване е в опасност да бъде повреден от лазерния лъч, който трябва да измерва. Различни модели на радиационно налягане могат да елиминират тези проблеми и да позволят точни измервания на мощността на мястото на потребителя.
Време на публикуване: 31 юли 2024 г.