Revolutionaire methode voor optische vermogensmeting

Revolutionaire methode voor optische vermogensmeting
LasersVan alle soorten en intensiteiten zijn ze overal, van Pointers voor oogchirurgie tot lichtbundels tot metalen die worden gebruikt om kledingstoffen en vele producten te snijden. Ze worden gebruikt in printers, dataopslag enoptische communicatie; Toepassingen in de productie, zoals lassen; Militaire wapens en afstandsmeters; Medische apparatuur; Er zijn nog veel meer toepassingen. Hoe belangrijker de rol van delaserhoe dringender de noodzaak om het geleverde vermogen nauwkeurig te kalibreren.
Traditionele technieken voor het meten van laservermogen vereisen een apparaat dat alle energie in de straal als warmte kan absorberen. Door de temperatuurverandering te meten, kunnen de onderzoekers het vermogen van de laser berekenen.
Maar tot nu toe was er geen manier om het laservermogen nauwkeurig in realtime te meten tijdens de productie, bijvoorbeeld wanneer een laser een object snijdt of smelt. Zonder deze informatie moeten sommige fabrikanten mogelijk meer tijd en geld besteden aan het evalueren of hun onderdelen na productie aan de productiespecificaties voldoen.
Stralingsdruk lost dit probleem op. Licht heeft geen massa, maar wel een momentum, waardoor het een kracht krijgt wanneer het een object raakt. De kracht van een laserstraal van 1 kilowatt (kW) is klein, maar merkbaar – ongeveer het gewicht van een zandkorrel. Onderzoekers hebben een revolutionaire techniek ontwikkeld om grote en kleine hoeveelheden lichtenergie te meten door de stralingsdruk te meten die door licht op een spiegel wordt uitgeoefend. De stralingsmanometer (RPPM) is ontworpen voor hoge-energiemetingen.lichtbronnenMet behulp van een uiterst nauwkeurige laboratoriumweegschaal met spiegels die 99,999% van het licht kunnen reflecteren. Wanneer de laserstraal op de spiegel weerkaatst, registreert de weegschaal de druk die deze uitoefent. De krachtmeting wordt vervolgens omgezet in een vermogensmeting.
Hoe hoger het vermogen van de laserstraal, hoe groter de verplaatsing van de reflector. Door de hoeveelheid van deze verplaatsing nauwkeurig te detecteren, kunnen wetenschappers het vermogen van de straal gevoelig meten. De betrokken spanning kan zeer minimaal zijn. Een supersterke straal van 100 kilowatt oefent een kracht uit in het bereik van 68 milligram. Nauwkeurige meting van de stralingsdruk bij een veel lager vermogen vereist een zeer complex ontwerp en voortdurende technische verbetering. Nu biedt het het originele RPPM-ontwerp voor lasers met een hoger vermogen. Tegelijkertijd ontwikkelt het onderzoeksteam een ​​instrument van de volgende generatie, genaamd 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 werd ontwikkeld, is Smart Mirror, die de afmetingen van de meter verder zal verkleinen en de mogelijkheid zal bieden om zeer kleine hoeveelheden vermogen te detecteren. Uiteindelijk zal het nauwkeurige stralingsdrukmetingen uitbreiden naar niveaus die worden toegepast door radiogolven of microgolfbundels die momenteel ernstig tekortschieten in het nauwkeurig meten.
Een hoger laservermogen wordt meestal gemeten door de straal op een bepaalde hoeveelheid circulerend water te richten en een temperatuurstijging te detecteren. De betrokken tanks kunnen groot zijn en de draagbaarheid is een probleem. Kalibratie vereist meestal lasertransmissie naar een standaardlaboratorium. Een ander nadeel: het detectie-instrument loopt het risico beschadigd te raken door de laserstraal die het moet meten. Verschillende modellen stralingsdruk kunnen deze problemen verhelpen en nauwkeurige vermogensmetingen op locatie bij de gebruiker mogelijk maken.