Revolutionaire methode voor het meten van optisch vermogen

Revolutionaire methode voor het meten van optisch vermogen
LasersZe zijn overal te vinden, in allerlei soorten en intensiteiten, van aanwijsinstrumenten voor oogoperaties tot lichtstralen en metalen die gebruikt worden om kledingstoffen te snijden, en nog veel meer producten. Ze worden gebruikt in printers, dataopslag enoptische communicatieProductietoepassingen zoals lassen; militaire wapens en afstandsmeting; medische apparatuur; er zijn nog veel meer toepassingen. Hoe belangrijker de rol die delaserHoe hoger het vermogen, hoe dringender de behoefte is om het nauwkeurig te kalibreren.
Traditionele methoden voor het meten van laservermogen vereisen een apparaat dat alle energie in de laserstraal als warmte kan absorberen. Door de temperatuurverandering te meten, kunnen de onderzoekers het vermogen van de laser berekenen.
Tot nu toe was er echter geen manier om het laservermogen tijdens de productie nauwkeurig en in realtime te meten, bijvoorbeeld wanneer een laser een object snijdt of smelt. Zonder deze informatie zouden sommige fabrikanten mogelijk meer tijd en geld moeten besteden aan het controleren of hun onderdelen na de productie nog aan de specificaties voldoen.
Stralingsdruk biedt een oplossing voor dit probleem. Licht heeft geen massa, maar wel impuls, waardoor het een kracht uitoefent wanneer het een object raakt. De kracht van een laserstraal van 1 kilowatt (kW) is klein, maar wel merkbaar – ongeveer het gewicht van een zandkorrel. Onderzoekers hebben een revolutionaire techniek ontwikkeld om grote en kleine hoeveelheden lichtvermogen te meten door de stralingsdruk te detecteren die licht op een spiegel uitoefent. De stralingsmanometer (RPPM) is ontworpen voor hoge vermogens.lichtbronnenMet behulp van een uiterst nauwkeurige laboratoriumbalans met spiegels die 99,999% van het licht reflecteren, registreert de balans de druk die de laserstraal uitoefent wanneer deze van de spiegel weerkaatst. Deze krachtmeting wordt vervolgens omgezet in een vermogensmeting.
Hoe hoger het vermogen van de laserstraal, hoe groter de verplaatsing van de reflector. Door de omvang van deze verplaatsing nauwkeurig te meten, kunnen wetenschappers het vermogen van de straal gevoelig bepalen. De daarbij optredende spanning kan zeer minimaal zijn. Een supersterke straal van 100 kilowatt oefent een kracht uit van ongeveer 68 milligram. Nauwkeurige meting van stralingsdruk bij veel lagere vermogens vereist een zeer complex ontwerp en voortdurende verbetering van de techniek. Nu biedt het originele RPPM-ontwerp voor lasers met een hoger vermogen. Tegelijkertijd ontwikkelt het onderzoeksteam een ​​instrument van de volgende generatie, de Beam Box, dat RPPM zal verbeteren door middel van eenvoudige online laservermogensmetingen en het detectiebereik zal uitbreiden naar lagere vermogens. Een andere technologie die in vroege prototypes is ontwikkeld, is de Smart Mirror, die de afmetingen van de meter verder zal verkleinen en de mogelijkheid biedt om zeer kleine hoeveelheden vermogen te detecteren. Uiteindelijk zal het nauwkeurige metingen van stralingsdruk mogelijk maken voor niveaus die worden uitgeoefend door radiogolven of microgolfstralen, die momenteel nog zeer moeilijk nauwkeurig te meten zijn.
Een hoger laservermogen wordt doorgaans gemeten door de laserstraal op een bepaalde hoeveelheid circulerend water te richten en een temperatuurstijging te detecteren. De tanks die hiervoor nodig zijn, kunnen groot zijn en draagbaarheid is een probleem. Kalibratie vereist meestal laseroverdracht naar een standaardlaboratorium. Een ander nadeel is dat het meetinstrument beschadigd kan raken door de laserstraal die het moet meten. Diverse modellen voor stralingsdruk kunnen deze problemen verhelpen en nauwkeurige vermogensmetingen op locatie mogelijk maken.