Método revolucionário de medição de energia óptica

Método revolucionário de medição de energia óptica
LasersDe todos os tipos e intensidades, estão por toda parte, de ponteiros para cirurgia ocular a raios de luz a metais usados ​​para cortar tecidos de roupas e muitos produtos. Eles são usados ​​em impressoras, armazenamento de dados eComunicações ópticas; Aplicações de fabricação, como soldagem; Armas militares e variação; Equipamento médico; Existem muitas outras aplicações. Quanto mais importante o papel desempenhado pelolaser, mais urgente é a necessidade de calibrar com precisão sua saída de energia.
As técnicas tradicionais para medir a energia do laser exigem um dispositivo que possa absorver toda a energia no feixe como calor. Ao medir a mudança de temperatura, os pesquisadores podem calcular o poder do laser.
Mas até agora, não há como medir com precisão a energia do laser em tempo real durante a fabricação, por exemplo, quando um laser corta ou derrete um objeto. Sem essas informações, alguns fabricantes podem ter que gastar mais tempo e dinheiro avaliando se suas peças atendem às especificações de fabricação após a produção.
A pressão da radiação resolve esse problema. A luz não tem massa, mas tem impulso, o que lhe dá uma força quando atinge um objeto. A força de um feixe de laser de 1 quilowatt (kW) é pequena, mas perceptível - sobre o peso de um grão de areia. Os pesquisadores foram pioneiros em uma técnica revolucionária para medir grandes e pequenas quantidades de energia leve, detectando a pressão da radiação exercida pela luz em um espelho. O manômetro de radiação (RPPM) foi projetado para alta potênciafontes de luzUsando um saldo laboratorial de alta precisão com espelhos capazes de refletir 99,999% da luz. À medida que o feixe de laser salta do espelho, o saldo registra a pressão que exerce. A medição de força é então convertida em uma medição de potência.
Quanto maior o poder do feixe de laser, maior o deslocamento do refletor. Ao detectar com precisão a quantidade desse deslocamento, os cientistas podem medir com sensibilidade o poder do feixe. O estresse envolvido pode ser muito mínimo. Um feixe super forte de 100 quilowatts exerce uma força na faixa de 68 miligramas. A medição precisa da pressão de radiação em potência muito menor requer design altamente complexo e melhorando constantemente a engenharia. Agora oferece o design RPPM original para lasers de maior potência. Ao mesmo tempo, a equipe dos pesquisadores está desenvolvendo um instrumento de próxima geração chamado caixa de feixe que melhorará o RPPM através de medições simples de energia a laser on-line e estender o intervalo de detecção para diminuir a energia. Outra tecnologia desenvolvida nos primeiros protótipos é o Smart Mirror, que reduzirá ainda mais o tamanho do medidor e fornecerá a capacidade de detectar quantidades muito pequenas de energia. Eventualmente, estenderá medições precisas de pressão de radiação aos níveis aplicados por ondas de rádio ou feixes de microondas que atualmente não têm a capacidade de medir com precisão.
A maior potência do laser é geralmente medida apontando o feixe em uma certa quantidade de água circulante e detectando um aumento de temperatura. Os tanques envolvidos podem ser grandes e a portabilidade é um problema. A calibração geralmente requer transmissão a laser para um laboratório padrão. Outra desvantagem infeliz: o instrumento de detecção corre o risco de ser danificado pela viga a laser que ele deve medir. Vários modelos de pressão de radiação podem eliminar esses problemas e permitir medições precisas de energia no site do usuário.