Revoluční metoda měření optického výkonu

Revoluční metoda měření optického výkonu
Laseryvšech typů a intenzit jsou všude, od ukazovátek pro oční chirurgii přes paprsky světla až po kovy používané k řezání oděvních látek a mnoha výrobků. Používají se v tiskárnách, úložištích dat aoptické komunikace; Výrobní aplikace, jako je svařování; Vojenské zbraně a střelba; Lékařské vybavení; Existuje mnoho dalších aplikací. O to důležitější roli hrajelasertím naléhavější je potřeba přesně kalibrovat jeho výstupní výkon.
Tradiční techniky měření výkonu laseru vyžadují zařízení, které dokáže absorbovat veškerou energii v paprsku jako teplo. Měřením změny teploty mohou vědci vypočítat výkon laseru.
Až dosud však neexistoval způsob, jak přesně měřit výkon laseru v reálném čase během výroby, například když laser řeže nebo taví předmět. Bez těchto informací mohou někteří výrobci vynaložit více času a peněz na vyhodnocení, zda jejich díly po výrobě splňují výrobní specifikace.
Radiační tlak řeší tento problém. Světlo nemá žádnou hmotnost, ale má hybnost, která mu dodává sílu, když narazí na předmět. Síla laserového paprsku o výkonu 1 kilowatt (kW) je malá, ale znatelná – o hmotnosti zrnka písku. Výzkumníci propagovali revoluční techniku ​​měření velkého a malého množství světelné energie detekcí radiačního tlaku vyvíjeného světlem na zrcadlo. Radiační manometr (RPPM) je určen pro vysoký výkonsvětelné zdrojepomocí vysoce přesné laboratorní váhy se zrcadly schopnými odrazit 99,999 % světla. Když se laserový paprsek odráží od zrcadla, váha zaznamenává tlak, který vyvíjí. Měření síly se pak převede na měření výkonu.
Čím vyšší je výkon laserového paprsku, tím větší je posunutí reflektoru. Přesným zjištěním velikosti tohoto posunutí mohou vědci citlivě změřit sílu paprsku. S tím spojený stres může být velmi minimální. Super silný paprsek o výkonu 100 kilowattů vyvine sílu v rozsahu 68 miligramů. Přesné měření radiačního tlaku při mnohem nižším výkonu vyžaduje vysoce komplexní konstrukci a neustále se zdokonalující inženýrství. Nyní nabízí originální design RPPM pro lasery s vyšším výkonem. Ve stejné době tým výzkumníků vyvíjí nástroj nové generace nazvaný Beam Box, který zlepší RPPM prostřednictvím jednoduchých online měření výkonu laseru a rozšířením detekčního rozsahu na nižší výkon. Další technologií vyvinutou v prvních prototypech je Smart Mirror, která dále sníží velikost měřiče a poskytne schopnost detekovat velmi malá množství energie. Nakonec rozšíří přesná měření radiačního tlaku na úrovně aplikované rádiovými vlnami nebo mikrovlnnými paprsky, které v současnosti vážně postrádají schopnost přesně měřit.
Vyšší výkon laseru se obvykle měří nasměrováním paprsku na určité množství cirkulující vody a detekcí zvýšení teploty. Nádrže mohou být velké a přenositelnost je problém. Kalibrace obvykle vyžaduje laserový přenos do standardní laboratoře. Další nešťastná nevýhoda: Detekční přístroj je v nebezpečí poškození laserovým paprskem, který má měřit. Různé modely radiačního tlaku mohou tyto problémy eliminovat a umožňují přesné měření výkonu na místě uživatele.