Революционен метод за измерване на оптична мощност

Революционен метод за измерване на оптична мощност
Лазериот всякакъв вид и интензитет са навсякъде, от указатели за очна хирургия до лъчи светлина до метали, използвани за рязане на тъкани за облекло и много продукти. Те се използват в принтери, съхранение на данни иоптични комуникации; Производствени приложения като заваряване; Военно оръжие и далекобойност; Медицинско оборудване; Има много други приложения. Колкото по-важна е ролята налазер, толкова по-спешна е необходимостта от прецизно калибриране на изходната мощност.
Традиционните техники за измерване на мощността на лазера изискват устройство, което може да абсорбира цялата енергия в лъча като топлина. Чрез измерване на температурната промяна, изследователите могат да изчислят мощността на лазера.
Но досега не е имало начин за точно измерване на мощността на лазера в реално време по време на производство, например, когато лазерът реже или разтопява обект. Без тази информация някои производители може да трябва 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 й придава сила, когато удари обект. Силата на лазерен лъч от 1 киловат (kW) е малка, но забележима – приблизително колкото теглото на песъчинка. Изследователите са въвели революционна техника за измерване на големи и малки количества светлинна мощност чрез откриване на радиационното налягане, упражнявано от светлина върху огледало. Радиационен манометър (RPPM) е предназначен за висока мощностизточници на светлинаизползвайки високопрецизна лабораторна везна с огледала, способни да отразяват 99,999% от светлината. Докато лазерният лъч отскача от огледалото, везната записва натиска, който упражнява. След това измерването на силата се преобразува в измерване на мощността.
Колкото по-голяма е мощността на лазерния лъч, толкова по-голямо е изместването на рефлектора. Чрез прецизно откриване на количеството на това изместване учените могат чувствително да измерват силата на лъча. Включеният стрес може да бъде много минимален. Супер силен лъч от 100 киловата упражнява сила от порядъка на 68 милиграма. Точното измерване на радиационното налягане при много по-ниска мощност изисква изключително сложен дизайн и постоянно подобряващо се инженерство. Сега предлага оригиналния 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 разширява 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 то ще разшири точните измервания на радиационното налягане до нива, прилагани от радиовълни или микровълнови лъчи, които в момента силно нямат възможност за точно измерване.
По-високата лазерна мощност обикновено се измерва чрез насочване на лъча към определено количество циркулираща вода и откриване на повишаване на температурата. Използваните резервоари могат да бъдат големи и преносимостта е проблем. Калибрирането обикновено изисква предаване на лазер до стандартна лаборатория. Друг неприятен недостатък: има опасност инструментът за откриване да бъде повреден от лазерния лъч, който трябва да измерва. Различни модели на радиационно налягане могат да премахнат тези проблеми и да позволят точни измервания на мощността на мястото на потребителя.