Mètode revolucionari de mesura de potència òptica

Mètode revolucionari de mesura de potència òptica
Làsersde tots els tipus i intensitats es troben a tot arreu, des de punters per a cirurgia ocular fins a feixos de llum fins a metalls utilitzats per tallar teixits de roba i molts productes. S'utilitzen en impressores, emmagatzematge de dades icomunicacions òptiques; Aplicacions de fabricació com ara soldadura; Armes militars i rang; Equip mèdic; Hi ha moltes altres aplicacions. Com més important sigui el paper jugat per lalàser, més urgent és la necessitat de calibrar amb precisió la seva potència de sortida.
Les tècniques tradicionals per mesurar la potència del làser requereixen un dispositiu que pugui absorbir tota l'energia del feix en forma de calor. Mitjançant la mesura del canvi de temperatura, els investigadors poden calcular la potència del làser.
Però fins ara, no hi havia manera de mesurar amb precisió la potència del 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 gastar més temps i diners avaluant si les seves peces compleixen les especificacions de fabricació després de la producció.
La pressió de radiació resol aquest problema. La llum no té massa, però sí impuls, que li dóna una força quan colpeja un objecte. La força d'un raig làser d'1 quilowatt (kW) és petita, però notable, aproximadament el pes d'un gra de sorra. Els investigadors han estat pioners en una tècnica revolucionària per mesurar grans i petites quantitats d'energia lumínica detectant la pressió de radiació exercida per la llum sobre un mirall. El manòmetre de radiació (RPPM) està dissenyat per a alta potènciafonts de llumutilitzant una balança de laboratori d'alta precisió amb miralls capaços de reflectir el 99,999% de la llum. A mesura que el raig làser rebota sobre el mirall, la balança registra la pressió que exerceix. Aleshores, la mesura de força es converteix en una mesura de potència.
Com més gran sigui la potència del raig làser, més gran és el desplaçament del reflector. En detectar amb precisió la quantitat d'aquest desplaçament, els científics poden mesurar amb sensibilitat la potència del feix. L'estrès implicat pot ser molt mínim. Un feix súper fort de 100 quilowatts exerceix una força del rang de 68 mil·ligrams. La mesura precisa de la pressió de radiació a una potència molt inferior requereix un disseny molt complex i una enginyeria en constant millora. Ara ofereix el disseny RPPM original per a làsers de major potència. Al mateix temps, l'equip d'investigadors està desenvolupant un instrument de nova generació anomenat Beam Box que millorarà la RPPM mitjançant mesures senzilles de potència làser en línia i ampliant el rang de detecció per reduir la potència. Una altra tecnologia desenvolupada en els primers prototips és Smart Mirror, que reduirà encara més la mida del comptador i proporcionarà la capacitat de detectar quantitats molt petites de potència. Finalment, ampliarà les mesures precises de la pressió de radiació als nivells aplicats per ones de ràdio o feixos de microones que actualment no tenen la capacitat de mesurar amb precisió.
La potència del làser més gran es mesura generalment dirigint el feix a una certa quantitat d'aigua circulant i detectant un augment de temperatura. Els tancs implicats poden ser grans i la portabilitat és un problema. La calibració sol requerir la transmissió làser a un laboratori estàndard. Un altre desafortunat inconvenient: l'instrument de detecció corre el perill de ser danyat pel raig làser que se suposa que ha de mesurar. Diversos models de pressió de radiació poden eliminar aquests problemes i permetre mesures precises de potència al lloc de l'usuari.