Revolusjonerende metode for optisk effektmåling

Revolusjonerende metode for optisk effektmåling
Lasereav alle typer og intensiteter finnes overalt, fra pekere for øyekirurgi til lysstråler til metaller som brukes til å kutte klesstoffer og mange produkter. De brukes i skrivere, datalagring ogoptisk kommunikasjon; Produksjonsapplikasjoner som sveising; Militære våpen og rekkevidde; Medisinsk utstyr; Det finnes mange andre bruksområder. Jo viktigere rollen som spilles avlaser, desto mer presserende er behovet for å nøyaktig kalibrere effekten.
Tradisjonelle teknikker for måling av lasereffekt krever en enhet som kan absorbere all energien i strålen som varme. Ved å måle temperaturendringen kan forskerne beregne laserens effekt.
Men frem til nå har det ikke vært noen måte å måle lasereffekt nøyaktig i sanntid under produksjon, for eksempel når en laser skjærer eller smelter et objekt. Uten denne informasjonen må noen produsenter kanskje bruke mer tid og penger på å evaluere om delene deres oppfyller produksjonsspesifikasjonene etter produksjon.
Strålingstrykk løser dette problemet. Lys har ingen masse, men det har momentum, som gir det en kraft når det treffer et objekt. Kraften til en laserstråle på 1 kilowatt (kW) er liten, men merkbar – omtrent vekten av et sandkorn. Forskere har utviklet en revolusjonerende teknikk for å måle store og små mengder lyskraft ved å oppdage strålingstrykket som lyset utøver på et speil. Strålingsmanometer (RPPM) er designet for høyeffektsmålinger.lyskilderved hjelp av en høypresisjonslaboratorievekt med speil som kan reflektere 99,999 % av lyset. Når laserstrålen reflekteres fra speilet, registrerer vekten trykket den utøver. Kraftmålingen konverteres deretter til en effektmåling.
Jo høyere effekt laserstrålen har, desto større er forskyvningen av reflektoren. Ved å nøyaktig oppdage mengden av denne forskyvningen, kan forskere måle strålens effekt på en følsom måte. Spenningen som er involvert kan være svært minimal. En supersterk stråle på 100 kilowatt utøver en kraft i området 68 milligram. Nøyaktig måling av strålingstrykk ved mye lavere effekt krever svært kompleks design og stadig forbedret ingeniørkunst. Nå tilbyr den originale RPPM-designen for lasere med høyere effekt. Samtidig utvikler forskerteamet et neste generasjons instrument kalt Beam Box, som vil forbedre RPPM gjennom enkle online lasereffektmålinger og utvide deteksjonsområdet til lavere effekt. En annen teknologi utviklet i tidlige prototyper er Smart Mirror, som ytterligere vil redusere størrelsen på måleren og gi muligheten til å oppdage svært små mengder effekt. Etter hvert vil den utvide nøyaktige strålingstrykkmålinger til nivåer som brukes av radiobølger eller mikrobølgestråler som for tiden mangler evnen til å måle nøyaktig.
Høyere lasereffekt måles vanligvis ved å rette strålen mot en viss mengde sirkulerende vann og oppdage en temperaturøkning. Tankene som er involvert kan være store, og bærbarhet er et problem. Kalibrering krever vanligvis laseroverføring til et standardlaboratorium. En annen uheldig ulempe: deteksjonsinstrumentet er i fare for å bli skadet av laserstrålen det skal måle. Ulike strålingstrykkmodeller kan eliminere disse problemene og muliggjøre nøyaktige effektmålinger på brukerens sted.