Método revolucionario de medición de potencia óptica

Método revolucionario de medición de potencia óptica
Láseresde todo tipo e intensidade están en todas partes, desde punteiros para cirurxía ocular ata raios de luz e metais usados ​​para cortar tecidos de roupa e moitos outros produtos. Úsanse en impresoras, almacenamento de datos ecomunicacións ópticas; Aplicacións de fabricación como a soldadura; Armas militares e telescopio; Equipamento médico; Hai moitas outras aplicacións. Canto máis importante sexa o papel que desempeña oláser, máis urxente é a necesidade de calibrar con precisión a súa potencia de saída.
As técnicas tradicionais para medir a potencia do láser requiren un dispositivo que poida absorber toda a enerxía do feixe en forma de calor. Ao medir o cambio de temperatura, os investigadores poden calcular a potencia do láser.
Pero ata o de agora, non había xeito de medir con precisión a potencia do láser en tempo real durante a fabricación, por exemplo, cando un láser corta ou funde un obxecto. Sen esta información, algúns fabricantes poden ter que dedicar máis tempo e diñeiro a avaliar se as súas pezas cumpren as especificacións de fabricación despois da produción.
A presión de radiación resolve este problema. A luz non ten masa, pero ten momento, o que lle dá forza cando golpea un obxecto. A forza dun raio láser de 1 quilovatio (kW) é pequena, pero perceptible, aproximadamente o peso dun gran de area. Os investigadores foron pioneiros nunha técnica revolucionaria para medir cantidades grandes e pequenas de potencia luminosa detectando a presión de radiación exercida pola luz sobre un espello. O manómetro de radiación (RPPM) está deseñado para medicións de alta potenciafontes de luzusando unha balanza de laboratorio de alta precisión con espellos capaces de reflectir o 99,999 % da luz. A medida que o raio láser rebota no espello, a balanza rexistra a presión que exerce. A medida da forza convértese entón nunha medida de potencia.
Canto maior sexa a potencia do raio láser, maior será o desprazamento do reflector. Ao detectar con precisión a cantidade deste desprazamento, os científicos poden medir con sensibilidade a potencia do raio. A tensión implicada pode ser moi mínima. Un raio superpotente de 100 quilovatios exerce unha forza no rango de 68 miligramos. A medición precisa da presión de radiación a unha potencia moito menor require un deseño moi complexo e unha enxeñaría en constante mellora. Agora ofrécese o deseño RPPM orixinal para láseres de maior potencia. Ao mesmo tempo, o equipo de investigadores está a desenvolver un instrumento de próxima xeración chamado Beam Box que mellorará o RPPM mediante medicións sinxelas de potencia láser en liña e ampliando o rango de detección a potencias máis baixas. Outra tecnoloxía desenvolvida nos primeiros prototipos é Smart Mirror, que reducirá aínda máis o tamaño do medidor e proporcionará a capacidade de detectar cantidades moi pequenas de potencia. Finalmente, estenderá as medicións precisas da presión de radiación a niveis aplicados por ondas de radio ou feixes de microondas que actualmente carecen gravemente da capacidade de medir con precisión.
Unha maior potencia láser adoita medirse apuntando o feixe a unha determinada cantidade de auga circulante e detectando un aumento de temperatura. Os tanques implicados poden ser grandes e a portabilidade é un problema. A calibración adoita requirir a transmisión do láser a un laboratorio estándar. Outro inconveniente desafortunado: o instrumento de detección corre o perigo de ser danado polo feixe láser que se supón que debe medir. Varios modelos de presión de radiación poden eliminar estes problemas e permitir medicións de potencia precisas nas instalacións do usuario.