Optik güç ölçümünde devrim niteliğinde bir yöntem

Optik güç ölçümünde devrim niteliğinde bir yöntem
LazerlerHer tür ve yoğunlukta lazerler her yerdedir; göz ameliyatlarında kullanılan işaretçilerden ışık huzmelerine, giyim kumaşlarını kesmek için kullanılan metallere ve birçok ürüne kadar. Yazıcılarda, veri depolamada veoptik iletişim; Kaynakçılık gibi üretim uygulamaları; Askeri silahlar ve menzil ölçümü; Tıbbi ekipman; Başka birçok uygulama alanı vardır. Oynadığı rol ne kadar önemliyse,lazer, güç çıkışının hassas bir şekilde kalibre edilmesi ihtiyacı daha da acil hale geliyor.
Lazer gücünü ölçmek için kullanılan geleneksel teknikler, ışındaki tüm enerjiyi ısı olarak emebilen bir cihaz gerektirir. Araştırmacılar, sıcaklık değişimini ölçerek lazerin gücünü hesaplayabilirler.
Ancak şimdiye kadar, üretim sırasında, örneğin bir lazer bir nesneyi keserken veya eritirken lazer gücünü gerçek zamanlı olarak doğru bir şekilde ölçmenin bir yolu yoktu. Bu bilgi olmadan, bazı üreticiler üretimden sonra parçalarının üretim şartnamelerine uygun olup olmadığını değerlendirmek için daha fazla zaman ve para harcamak zorunda kalabilir.
Radyasyon basıncı bu sorunu çözer. Işığın kütlesi yoktur, ancak momentumu vardır ve bu da bir nesneye çarptığında ona bir kuvvet verir. 1 kilovat (kW) gücündeki bir lazer ışınının kuvveti küçük ama fark edilirdir; yaklaşık bir kum tanesinin ağırlığı kadardır. Araştırmacılar, ışığın bir aynaya uyguladığı radyasyon basıncını tespit ederek büyük ve küçük miktarlardaki ışık gücünü ölçmek için devrim niteliğinde bir tekniğe öncülük etmişlerdir. Radyasyon manometresi (RPPM), yüksek güçlüışık kaynaklarıIşığın %99,999'unu yansıtabilen aynalara sahip yüksek hassasiyetli bir laboratuvar terazisi kullanılarak. Lazer ışını aynadan yansıdıkça, terazi uyguladığı basıncı kaydeder. Kuvvet ölçümü daha sonra güç ölçümüne dönüştürülür.
Lazer ışınının gücü ne kadar yüksekse, reflektörün yer değiştirmesi de o kadar büyük olur. Bilim insanları, bu yer değiştirmenin miktarını hassas bir şekilde tespit ederek ışının gücünü hassas bir şekilde ölçebilirler. Oluşan stres çok düşük olabilir. 100 kilovatlık süper güçlü bir ışın, 68 miligram aralığında bir kuvvet uygular. Çok daha düşük güçte radyasyon basıncının doğru bir şekilde ölçülmesi, oldukça karmaşık bir tasarım ve sürekli gelişen bir mühendislik gerektirir. Şimdi, daha yüksek güçlü lazerler için orijinal RPPM tasarımını sunuyor. Aynı zamanda, Araştırmacılar ekibi, basit çevrimiçi lazer güç ölçümleriyle RPPM'yi iyileştirecek ve algılama aralığını daha düşük güce genişletecek Beam Box adlı yeni nesil bir cihaz geliştiriyor. İlk prototiplerde geliştirilen bir diğer teknoloji ise, ölçerin boyutunu daha da küçültecek ve çok küçük güç miktarlarını tespit etme yeteneği sağlayacak olan Akıllı Ayna'dır. Sonunda, doğru radyasyon basıncı ölçümlerini, şu anda doğru ölçüm yapma yeteneğinden ciddi şekilde yoksun olan radyo dalgaları veya mikrodalga ışınları tarafından uygulanan seviyelere kadar genişletecektir.
Daha yüksek lazer gücü, genellikle ışının belirli bir miktarda dolaşan suya yöneltilmesi ve bir sıcaklık artışının tespit edilmesiyle ölçülür. Söz konusu tanklar büyük olabilir ve taşınabilirlik sorun teşkil edebilir. Kalibrasyon genellikle lazerin standart bir laboratuvara iletilmesini gerektirir. Bir diğer talihsiz dezavantaj ise, algılama cihazının ölçmesi gereken lazer ışını nedeniyle hasar görme tehlikesidir. Çeşitli radyasyon basıncı modelleri bu sorunları ortadan kaldırabilir ve kullanıcının bulunduğu yerde doğru güç ölçümleri yapılmasını sağlayabilir.