Mètode revolucionari de mesura de potència òptica

Mètode revolucionari de mesura de potència òptica
LàsersDe tot tipus i intensitats són a tot arreu, des de punters per a la cirurgia ocular fins a feixos de llum fins a metalls que s’utilitzen per tallar teixits de roba i molts productes. S'utilitzen en impressores, emmagatzematge de dades iComunicacions òptiques; Aplicacions de fabricació com la soldadura; Armes militars i que van; Equipament mèdic; Hi ha moltes altres aplicacions. Com més important sigui el paper que juga ellàser, més urgent és la necessitat de calibrar amb precisió la seva potència.
Les tècniques tradicionals per mesurar la potència làser requereixen un dispositiu que pugui absorbir tota l’energia del feix com a calor. Mesurant el canvi de temperatura, els investigadors poden calcular la potència del làser.
Però fins ara, no hi ha hagut cap manera de mesurar amb precisió la potència làser en temps real durant la fabricació, per exemple, quan un làser talla o fon un objecte. Sense aquesta informació, alguns fabricants poden haver de dedicar més temps i diners a avaluar si les seves parts compleixen les especificacions de fabricació després de la producció.
La pressió de radiació soluciona aquest problema. La llum no té massa, però té impuls, cosa que li dóna una força quan arriba a un objecte. La força d’un feix làser d’1 quilowatt (kW) és petita, però notable, sobre el pes d’un gra de sorra. Els investigadors han estat pioners en una tècnica revolucionària per mesurar grans i petites quantitats de potència lleugera detectant la pressió de radiació exercida per la llum sobre un mirall. El manòmetre de radiació (RPPM) està dissenyat per a la potència altaFonts de llumUtilitzant un equilibri de laboratori d’alta precisió amb miralls capaços de reflectir el 99,999% de la llum. A mesura que el feix làser rebota del mirall, l'equilibri registra la pressió que exerceix. La mesura de la força es converteix en una mesura de potència.
Com més gran sigui la potència del feix làser, més gran és el desplaçament del reflector. En detectar amb precisió la quantitat d’aquest desplaçament, els científics poden mesurar sensiblement la potència del feix. L’estrès que comporta pot ser molt mínim. Un feix super-fort de 100 quilowatts exerceix una força en el rang de 68 mil·ligrams. La mesura precisa de la pressió de radiació a una potència molt inferior requereix un disseny altament complex i millora constantment l’enginyeria. Ara ofereix el disseny original de RPPM per a làsers de major potència. Al mateix temps, l’equip d’investigadors desenvolupa un instrument de nova generació anomenat Beam Box que millorarà la RPPM mitjançant mesures de potència làser en línia simples i ampliant el rang de detecció a una potència inferior. Una altra tecnologia desenvolupada en prototips primerencs és Smart Mirror, que reduirà encara més la mida del mesurador i proporcionarà la capacitat de detectar quantitats molt petites de potència. Finalment, estendrà mesures precises de pressió de radiació als nivells aplicats per ones de ràdio o feixos de microones que actualment manquen greument la capacitat de mesurar amb precisió.
La potència làser més elevada es mesura generalment apuntant el feix a una certa quantitat d’aigua circulant i detectant un augment de la temperatura. Els tancs implicats poden ser grans i la portabilitat és un problema. La calibració sol requerir transmissió làser a un laboratori estàndard. Un altre desgraciat inconvenient: l'instrument de detecció està en perill de ser danyat pel feix làser que se suposa que es mesura. Diversos models de pressió de radiació poden eliminar aquests problemes i permetre mesures de potència precises al lloc de l'usuari.