Mètode revolucionari de mesura de potència òptica

Mètode revolucionari de mesura de potència òptica
Làsersde tots els tipus i intensitats són a tot arreu, des de punters per a cirurgia ocular fins a feixos de llum i 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 tir; 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 de sortida.
Les tècniques tradicionals per mesurar la potència del làser requereixen un dispositiu que pugui absorbir tota l'energia del feix com a calor. En mesurar el canvi de temperatura, els investigadors poden calcular la potència del làser.
Però fins ara, no hi havia hagut 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 dedicar més temps i diners a avaluar 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 té momentum, que li dóna una força quan colpeja un objecte. La força d'un feix làser d'1 quilowatt (kW) és petita, però perceptible, aproximadament el pes d'un gra de sorra. Els investigadors han estat pioners en una tècnica revolucionària per mesurar quantitats grans i petites de potència lumínica detectant la pressió de radiació exercida per la llum sobre un mirall. El manòmetre de radiació (RPPM) està dissenyat per a emissions d'alta potència.fonts de llumutilitzant una balança de laboratori d'alta precisió amb miralls capaços de reflectir el 99,999% de la llum. A mesura que el feix làser rebota al mirall, la balança registra la pressió que exerceix. La mesura de la força es converteix aleshores en una mesura de potència.
Com més alta sigui la potència del feix làser, més gran serà el desplaçament del reflector. En detectar amb precisió la quantitat d'aquest desplaçament, els científics poden mesurar amb sensibilitat la potència del feix. La tensió implicada pot ser molt mínima. Un feix superpotent 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 més baixa 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 l'RPPM mitjançant mesures simples de potència làser en línia i ampliant el rang de detecció a potències més baixes. Una altra tecnologia desenvolupada en els primers prototips 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 la pressió de radiació a nivells aplicats per ones de ràdio o feixos de microones que actualment no tenen la capacitat de mesurar amb precisió.
Una potència làser més alta se sol mesurar apuntant el feix a una certa quantitat d'aigua circulant i detectant un augment de temperatura. Els dipòsits implicats poden ser grans i la portabilitat és un problema. La calibració sol requerir la transmissió del làser a un laboratori estàndard. Un altre inconvenient desafortunat: l'instrument de detecció corre el perill de ser danyat pel feix làser que se suposa que ha de mesurar. Diversos models de pressió de radiació poden eliminar aquests problemes i permetre mesures precises de potència a les instal·lacions de l'usuari.