Revolučná metóda merania optického výkonu

Revolučná metóda merania optického výkonu
Laseryvšetkých typov a intenzít sú všade, od ukazovátok na očnú chirurgiu cez svetelné lúče až po kovy používané na rezanie odevov a mnohých produktov. Používajú sa v tlačiarňach, ukladaní dát aoptická komunikácia; Výrobné aplikácie, ako je zváranie; Vojenské zbrane a meranie vzdialenosti; Zdravotnícke vybavenie; Existuje mnoho ďalších aplikácií. Čím dôležitejšiu úlohu zohrávalaser, tým naliehavejšia je potreba presne kalibrovať jeho výstupný výkon.
Tradičné techniky merania výkonu laseru vyžadujú zariadenie, ktoré dokáže absorbovať všetku energiu v lúči ako teplo. Meraním zmeny teploty môžu výskumníci vypočítať výkon laseru.
Doteraz však neexistoval spôsob, ako presne merať výkon laseru v reálnom čase počas výroby, napríklad keď laser reže alebo taví predmet. Bez týchto informácií by niektorí výrobcovia mohli musieť vynaložiť viac času a peňazí na hodnotenie, či ich diely po výrobe spĺňajú výrobné špecifikácie.
Radiačný tlak rieši tento problém. Svetlo nemá hmotnosť, ale má hybnosť, ktorá mu dáva silu, keď dopadne na objekt. Sila laserového lúča s výkonom 1 kilowatt (kW) je malá, ale citeľná – približne ako hmotnosť zrnka piesku. Výskumníci sú priekopníkmi v revolučnej technike na meranie veľkého a malého množstva svetelného výkonu detekciou radiačného tlaku vyvíjaného svetlom na zrkadlo. Radiačný manometer (RPPM) je určený pre meranie vysokého výkonu.svetelné zdrojepomocou vysoko presných laboratórnych váh so zrkadlami schopnými odrážať 99,999 % svetla. Keď sa laserový lúč odráža od zrkadla, váhy zaznamenávajú tlak, ktorý vyvíja. Nameraná sila sa potom prevedie na nameranú hodnotu výkonu.
Čím vyšší je výkon laserového lúča, tým väčší je posun reflektora. Presným zistením veľkosti tohto posunu môžu vedci citlivo merať výkon lúča. Zapojené napätie môže byť veľmi minimálne. Super silný lúč s výkonom 100 kilowattov vyvíja silu v rozsahu 68 miligramov. Presné meranie radiačného tlaku pri oveľa nižšom výkone si vyžaduje veľmi zložitý dizajn a neustále sa zlepšujúce inžinierstvo. Teraz ponúka originálny dizajn RPPM pre lasery s vyšším výkonom. Zároveň výskumný tím vyvíja prístroj novej generácie s názvom Beam Box, ktorý zlepší RPPM prostredníctvom jednoduchých online meraní výkonu lasera a rozšíri detekčný rozsah na nižší výkon. Ďalšou technológiou vyvinutou v skorých prototypoch je Smart Mirror, ktorá ďalej zmenší veľkosť merača a umožní detekovať veľmi malé množstvá energie. Nakoniec rozšíri presné merania radiačného tlaku na úrovne aplikované rádiovými vlnami alebo mikrovlnnými lúčmi, ktorým v súčasnosti výrazne chýba schopnosť presne merať.
Vyšší výkon laseru sa zvyčajne meria zameraním lúča na určité množstvo cirkulujúcej vody a detekciou zvýšenia teploty. Zahrnuté nádrže môžu byť veľké a prenosnosť je problémom. Kalibrácia zvyčajne vyžaduje prenos laseru do štandardného laboratória. Ďalšou nepríjemnou nevýhodou je, že detekčný prístroj je ohrozený laserovým lúčom, ktorý má merať. Rôzne modely radiačného tlaku môžu tieto problémy eliminovať a umožniť presné merania výkonu na mieste používateľa.