Революційний метод вимірювання оптичної потужності

Революційний метод вимірювання оптичної потужності
Лазерибудь-якого типу та інтенсивності всюди, від покажчиків для хірургії очей до променів світла та металів, які використовуються для розкрою тканин одягу та багатьох виробів. Вони використовуються в принтерах, сховищах даних іоптичні комунікації; Виробничі програми, такі як зварювання; Військова зброя та стрільба; Медичне обладнання; Є багато інших застосувань. Тим важливішу роль відіграєлазер, тим гострішою є потреба в точному калібруванні його вихідної потужності.
Традиційні методи вимірювання потужності лазера вимагають пристрою, який може поглинати всю енергію променя як тепло. Вимірюючи зміну температури, дослідники можуть розрахувати потужність лазера.
Але досі не було способу точно виміряти потужність лазера в режимі реального часу під час виробництва, наприклад, коли лазер розрізає або плавить об’єкт. Без цієї інформації деяким виробникам, можливо, доведеться витрачати більше часу та грошей на оцінку того, чи відповідають їхні деталі виробничим специфікаціям після виробництва.
Радіаційний тиск вирішує цю проблему. Світло не має маси, але воно має імпульс, який надає йому сили при попаданні на об’єкт. Сила лазерного променя потужністю 1 кіловат (кВт) невелика, але помітна – приблизно вага піщинки. Дослідники запровадили революційну техніку вимірювання великої та малої потужності світла шляхом визначення радіаційного тиску, який чинить світло на дзеркало. Радіаційний манометр (РПМ) призначений для великої потужностіджерела світлавикористанням високоточних лабораторних ваг із дзеркалами, здатними відбивати 99,999% світла. Коли лазерний промінь відбивається від дзеркала, ваги фіксують тиск, який він чинить. Потім вимірювання сили перетворюється на вимірювання потужності.
Чим вище потужність лазерного променя, тим більше зміщення рефлектора. Точно визначивши величину цього зміщення, вчені можуть точно виміряти потужність променя. Стрес може бути мінімальним. Надсильний промінь потужністю 100 кіловат створює силу в діапазоні 68 міліграмів. Точне вимірювання тиску випромінювання при значно меншій потужності вимагає надзвичайно складної конструкції та постійного вдосконалення техніки. Тепер пропонує оригінальний дизайн RPPM для лазерів більшої потужності. У той же час команда дослідників розробляє інструмент наступного покоління під назвою Beam Box, який покращить RPPM за допомогою простих онлайн-вимірів потужності лазера та розширення діапазону виявлення до меншої потужності. Ще одна технологія, розроблена в ранніх прототипах, — Smart Mirror, яка ще більше зменшить розмір лічильника та забезпечить можливість виявлення дуже невеликої кількості енергії. Зрештою, це розширить точні вимірювання тиску випромінювання до рівнів, що застосовуються за допомогою радіохвиль або мікрохвильових променів, які наразі не мають можливості точного вимірювання.
Вищу потужність лазера зазвичай вимірюють шляхом направлення променя на певну кількість циркулюючої води та визначення підвищення температури. Задіяні резервуари можуть бути великими, і транспортабельність є проблемою. Калібрування зазвичай вимагає передачі лазера в стандартну лабораторію. Ще один неприємний недолік: детектор може бути пошкоджений лазерним променем, який він повинен вимірювати. Різні моделі радіаційного тиску можуть усунути ці проблеми та забезпечити точні вимірювання потужності на місці користувача.