Método revolucionário de medição de potência óptica

Método revolucionário de medição de potência óptica
LasersLuzes de todos os tipos e intensidades estão por toda parte, desde ponteiros para cirurgia ocular até feixes de luz, metais usados ​​para cortar tecidos e muitos outros produtos. Elas são usadas em impressoras, armazenamento de dados ecomunicações ópticasAplicações industriais como soldagem; armas militares e sistemas de medição de distância; equipamentos médicos; e muitas outras aplicações. Quanto mais importante for o papel desempenhado pela...laser, quanto mais urgente se torna a necessidade de calibrar com precisão sua potência de saída.
As técnicas tradicionais para medir a potência do laser exigem um dispositivo capaz de absorver toda a energia do feixe na forma de calor. Ao medir a variação de temperatura, os pesquisadores conseguem calcular a potência do laser.
Mas até agora, não havia como medir com precisão a potência do laser em tempo real durante a fabricação, por exemplo, quando um laser corta ou derrete um objeto. Sem essa informação, alguns fabricantes podem ter que gastar mais tempo e dinheiro avaliando se suas peças atendem às especificações de fabricação após a produção.
A pressão de radiação resolve esse problema. A luz não tem massa, mas tem momento, o que lhe confere uma força ao atingir um objeto. A força de um feixe de laser de 1 quilowatt (kW) é pequena, mas perceptível – aproximadamente o peso de um grão de areia. Pesquisadores desenvolveram uma técnica revolucionária para medir grandes e pequenas quantidades de potência luminosa, detectando a pressão de radiação exercida pela luz sobre um espelho. O manômetro de radiação (RPPM) é projetado para medições de alta potência.fontes de luzUtilizando uma balança de laboratório de alta precisão com espelhos capazes de refletir 99,999% da luz, o feixe de laser, ao refletir no espelho, registra a pressão exercida pela balança. A medição da força é então convertida em uma medição de potência.
Quanto maior a potência do feixe de laser, maior o deslocamento do refletor. Ao detectar com precisão a magnitude desse deslocamento, os cientistas podem medir a potência do feixe com alta sensibilidade. A tensão envolvida pode ser mínima. Um feixe superpotente de 100 quilowatts exerce uma força na ordem de 68 miligramas. A medição precisa da pressão de radiação em potências muito menores exige um projeto altamente complexo e aprimoramento constante da engenharia. Agora, a RPPM oferece o projeto original para lasers de alta potência. Simultaneamente, a equipe de pesquisadores está desenvolvendo um instrumento de última geração chamado Beam Box, que aprimorará a RPPM por meio de medições simples e online da potência do laser e ampliará o alcance de detecção para potências mais baixas. Outra tecnologia desenvolvida em protótipos iniciais é o Smart Mirror, que reduzirá ainda mais o tamanho do medidor e permitirá a detecção de quantidades muito pequenas de potência. Eventualmente, essa tecnologia estenderá as medições precisas da pressão de radiação para níveis aplicados por ondas de rádio ou feixes de micro-ondas, que atualmente apresentam sérias limitações quanto à precisão das medições.
Geralmente, a potência de lasers mais potentes é medida direcionando o feixe para uma determinada quantidade de água em circulação e detectando um aumento de temperatura. Os tanques envolvidos podem ser grandes e a portabilidade é um problema. A calibração normalmente requer a transmissão do laser para um laboratório padrão. Outra desvantagem: o instrumento de detecção corre o risco de ser danificado pelo feixe de laser que deveria medir. Diversos modelos de pressão de radiação podem eliminar esses problemas e permitir medições de potência precisas no local do usuário.