Revolučná metóda merania optického výkonu
Laseryvšetkých typov a intenzít sú všade, od ukazovátka na očnú chirurgiu cez lúče svetla až po kovy používané na strihanie odevných látok a mnohých produktov. Používajú sa v tlačiarňach, dátových úložiskách aoptické komunikácie; Výrobné aplikácie ako zváranie; Vojenské zbrane a strelivo; Lekárske vybavenie; Existuje mnoho ďalších aplikácií. O to dôležitejšiu úlohu zohrávajúlaser, tým naliehavejšia je potreba presne kalibrovať jeho výkon.
Tradičné techniky na meranie výkonu lasera vyžadujú zariadenie, ktoré dokáže absorbovať všetku energiu v lúči ako teplo. Meraním zmeny teploty môžu vedci vypočítať výkon lasera.
Doteraz však neexistoval spôsob, ako presne merať výkon lasera v reálnom čase počas výroby, napríklad keď laser reže alebo taví predmet. Bez týchto informácií môžu niektorí výrobcovia vynaložiť viac času a peňazí na vyhodnotenie, či ich diely po výrobe spĺňajú výrobné špecifikácie.
Radiačný tlak rieši tento problém. Svetlo nemá hmotnosť, ale má hybnosť, ktorá mu dodáva silu, keď narazí na objekt. Sila laserového lúča s výkonom 1 kilowatt (kW) je malá, ale znateľná – približne váha zrnka piesku. Výskumníci vyvinuli revolučnú techniku na meranie veľkých a malých množstiev svetelnej energie zisťovaním tlaku žiarenia vyvíjaného svetlom na zrkadlo. Manometer žiarenia (RPPM) je určený pre vysoký výkonsvetelné zdrojepomocou vysoko presných laboratórnych váh so zrkadlami schopnými odrážať 99,999 % svetla. Keď sa laserový lúč odráža od zrkadla, váhy zaznamenávajú tlak, ktorý vyvíja. Meranie sily sa potom prevedie na meranie výkonu.
Čím vyšší je výkon laserového lúča, tým väčší je posun reflektora. Presným zisťovaním veľkosti tohto posunu môžu vedci citlivo merať silu lúča. S tým spojený stres môže byť veľmi minimálny. Super silný lúč s výkonom 100 kilowattov pôsobí silou v rozsahu 68 miligramov. Presné meranie radiačného tlaku pri oveľa menšom výkone si vyžaduje vysoko komplexný dizajn a neustále sa zdokonaľujúce inžinierstvo. Teraz ponúka originálny dizajn RPPM pre lasery s vyšším výkonom. Tím výskumníkov zároveň vyvíja nástroj novej generácie s názvom Beam Box, ktorý zlepší RPPM prostredníctvom jednoduchých online meraní výkonu lasera a rozšírenia detekčného rozsahu na nižší výkon. Ďalšou technológiou vyvinutou v prvých prototypoch je Smart Mirror, ktorá ďalej zníži veľkosť merača a poskytne schopnosť detekovať veľmi malé množstvá energie. Nakoniec rozšíri presné merania tlaku žiarenia na úrovne aplikované rádiovými vlnami alebo mikrovlnnými lúčmi, ktorým v súčasnosti výrazne chýba schopnosť presne merať.
Vyšší výkon lasera sa zvyčajne meria nasmerovaním lúča na určité množstvo cirkulujúcej vody a detekciou zvýšenia teploty. Príslušné nádrže môžu byť veľké a prenosnosť je problém. Kalibrácia zvyčajne vyžaduje laserový prenos do štandardného laboratória. Ďalšia nešťastná nevýhoda: detekčnému prístroju hrozí poškodenie laserovým lúčom, ktorý má merať. Rôzne modely radiačného tlaku môžu tieto problémy eliminovať a umožňujú presné meranie výkonu na mieste užívateľa.
Čas odoslania: 31. júla 2024