Optik güç ölçümünün devrim niteliğindeki yöntemi

Optik güç ölçümünün devrim niteliğindeki yöntemi
LazerlerGöz ameliyatı için kullanılan İşaretçilerden ışık ışınlarına, giyim kumaşlarını kesmek için kullanılan metallere ve birçok ürüne kadar her türde ve yoğunlukta madde her yerdedir. Yazıcılarda, veri depolamada veoptik iletişim; Kaynak gibi imalat uygulamaları; Askeri silahlar ve menzil; Tıbbi ekipman; Başka birçok uygulama var. Oynadığı rol ne kadar önemliyselazerne kadar acil olursa, güç çıkışını tam olarak kalibre etme ihtiyacı o kadar acil olur.
Lazer gücünü ölçmek için geleneksel teknikler, ışındaki tüm enerjiyi ısı olarak emebilen bir cihaz gerektirir. Sıcaklık değişimini ölçerek araştırmacılar lazerin gücünü hesaplayabiliyor.
Ancak şimdiye kadar, örneğin lazer bir nesneyi kestiğinde veya erittiğinde, üretim sırasında lazer gücünü gerçek zamanlı olarak doğru bir şekilde ölçmenin bir yolu yoktu. Bu bilgi olmadan bazı üreticiler, üretimden sonra parçalarının üretim özelliklerini karşılayıp karşılamadığını değerlendirmek için daha fazla zaman ve para harcamak zorunda kalabilir.
Radyasyon basıncı bu sorunu çözer. Işığın kütlesi yoktur ancak momentumu vardır, bu da ona bir nesneye çarptığında kuvvet verir. 1 kilovatlık (kW) bir lazer ışınının kuvveti küçüktür ancak fark edilebilirdir; yaklaşık bir kum tanesinin ağırlığı kadardır. Araştırmacılar, ışığın aynaya uyguladığı radyasyon basıncını tespit ederek büyük ve küçük miktarlarda ışık gücünü ölçen devrim niteliğinde bir tekniğe öncülük ettiler. Radyasyon manometresi (RPPM) yüksek güç için tasarlanmıştırışık kaynaklarıIşığın %99,999'unu yansıtabilen aynalara sahip, yüksek hassasiyetli bir laboratuvar terazisi kullanılıyor. Lazer ışını aynaya çarptığında terazi uyguladığı basıncı kaydeder. Kuvvet ölçümü daha sonra güç ölçümüne dönüştürülür.
Lazer ışınının gücü ne kadar yüksek olursa, reflektörün yer değiştirmesi de o kadar büyük olur. Bilim insanları bu yer değiştirmenin miktarını kesin olarak tespit ederek ışının gücünü hassas bir şekilde ölçebilirler. İlgili stres çok az olabilir. 100 kilovatlık süper güçlü bir ışın, 68 miligram aralığında bir kuvvet uygular. Radyasyon basıncının çok daha düşük güçte doğru ölçümü, oldukça karmaşık tasarım ve sürekli gelişen mühendislik gerektirir. Artık daha yüksek güçlü lazerler için orijinal RPPM tasarımını sunuyor. Aynı zamanda, Araştırmacılar ekibi, basit çevrimiçi lazer gücü ölçümleri yoluyla RPPM'yi iyileştirecek ve algılama aralığını daha düşük güce genişletecek olan Beam Box adı verilen yeni nesil bir cihaz geliştiriyor. İlk prototiplerde geliştirilen bir diğer teknoloji ise sayacın boyutunu daha da küçültecek ve çok küçük miktarlardaki gücü tespit etme yeteneği sağlayacak olan Akıllı Aynadır. Sonunda, doğru radyasyon basıncı ölçümlerini, şu anda doğru ölçüm yeteneğinden ciddi şekilde yoksun olan radyo dalgaları veya mikrodalga ışınları tarafından uygulanan seviyelere kadar genişletecektir.
Daha yüksek lazer gücü genellikle ışının belirli miktarda dolaşan suya hedeflenmesi ve bir sıcaklık artışının tespit edilmesiyle ölçülür. İlgili tanklar büyük olabilir ve taşınabilirlik bir sorundur. Kalibrasyon genellikle standart bir laboratuvara lazer iletimini gerektirir. Bir diğer talihsiz dezavantaj ise, algılama cihazının, ölçmesi gereken lazer ışınından zarar görme tehlikesiyle karşı karşıya olmasıdır. Çeşitli radyasyon basıncı modelleri bu sorunları ortadan kaldırabilir ve kullanıcının yerinde doğru güç ölçümlerine olanak sağlayabilir.