Método revolucionário de medição de potência óptica

Método revolucionário de medição de potência óptica
Lasersde todos os tipos e intensidades estão por toda parte, desde ponteiros para cirurgia ocular até feixes de luz e 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 de alcance; Equipamento médico; Existem muitas outras aplicações. Quanto mais importante for o papel desempenhado pelolaser, mais urgente é a necessidade de calibrar com precisão a sua potência.
As técnicas tradicionais para medir a potência do laser requerem um dispositivo que possa absorver toda a energia do feixe na forma de calor. Ao medir a mudança de temperatura, os pesquisadores podem 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 essas informações, alguns fabricantes poderão 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 confere força quando atinge 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. Os pesquisadores foram pioneiros em uma técnica revolucionária para medir grandes e pequenas quantidades de energia luminosa, detectando a pressão de radiação exercida pela luz em um espelho. O manômetro de radiação (RPPM) é projetado para alta potênciafontes de luzutilizando uma balança de laboratório de alta precisão com espelhos capazes de refletir 99,999% da luz. À medida que o feixe de laser reflete no espelho, a balança registra a pressão que exerce. A medição de força é então convertida em uma medição de potência.
Quanto maior a potência do feixe laser, maior será o deslocamento do refletor. Ao detectar com precisão a quantidade deste deslocamento, os cientistas podem medir com sensibilidade a potência do feixe. O estresse envolvido pode ser mínimo. Um feixe superforte de 100 quilowatts exerce uma força na faixa de 68 miligramas. A medição precisa da pressão de radiação em potências muito mais baixas requer um projeto altamente complexo e uma engenharia em constante aprimoramento. Agora oferece o design RPPM original para lasers de maior potência. Ao mesmo tempo, a equipe de pesquisadores está desenvolvendo um instrumento de próxima geração chamado Beam Box, que irá melhorar o RPPM por meio de medições simples de potência do laser online e estender o alcance de detecção para potências mais baixas. 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 a níveis aplicados por ondas de rádio ou feixes de microondas que atualmente carecem gravemente da capacidade de medir com precisão.
A potência mais alta do laser é geralmente medida apontando o feixe para 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 do laser para um laboratório padrão. Outra desvantagem infeliz: o instrumento de detecção corre o risco de ser danificado pelo feixe de laser que deveria medir. Vários modelos de pressão de radiação podem eliminar esses problemas e permitir medições precisas de potência no local do usuário.