Vallankumouksellinen menetelmä optisen tehon mittaamiseen
Laseritkaiken tyyppisiä ja voimakkuuksia on kaikkialla, silmäkirurgiaan tarkoitetuista osoittimista valonsäteisiin ja metallien, joita käytetään vaatekankaiden ja monien tuotteiden leikkaamiseen. Niitä käytetään tulostimissa, tietojen tallentamisessa jaoptinen viestintä; Valmistussovellukset, kuten hitsaus; Sotilasaseet ja ampuma-aseet; Lääketieteelliset laitteet; On monia muita sovelluksia. Mitä tärkeämpi roolilaser, sitä kiireellisempi on tarve kalibroida tarkasti sen teho.
Perinteiset lasertehon mittaustekniikat vaativat laitteen, joka pystyy absorboimaan kaiken säteen energian lämpönä. Lämpötilan muutosta mittaamalla tutkijat voivat laskea laserin tehon.
Mutta toistaiseksi ei ole ollut mahdollista mitata lasertehoa tarkasti reaaliajassa valmistuksen aikana, esimerkiksi kun laser leikkaa tai sulattaa esineen. Ilman näitä tietoja jotkin valmistajat saattavat joutua käyttämään enemmän aikaa ja rahaa arvioidakseen, täyttävätkö heidän osansa valmistusvaatimukset tuotannon jälkeen.
Säteilypaine ratkaisee tämän ongelman. Valolla ei ole massaa, mutta sillä on liikemäärä, joka antaa sille voiman, kun se osuu esineeseen. 1 kilowatin (kW) lasersäteen voima on pieni, mutta havaittavissa – noin hiekkajyvän paino. Tutkijat ovat kehittäneet vallankumouksellisen tekniikan, jolla mitataan suuria ja pieniä määriä valotehoa havaitsemalla valon peiliin kohdistama säteilypaine. Säteilymanometri (RPPM) on suunniteltu suuritehoisillevalonlähteetkäyttämällä erittäin tarkkaa laboratoriovaakaa, jonka peilit pystyvät heijastamaan 99,999 % valosta. Kun lasersäde pomppii pois peilistä, vaaka tallentaa sen kohdistaman paineen. Voiman mittaus muunnetaan sitten tehomittaukseksi.
Mitä suurempi lasersäteen teho on, sitä suurempi on heijastimen siirtymä. Havaitsemalla tarkasti tämän siirtymän määrän tutkijat voivat mitata herkästi säteen tehon. Siihen liittyvä stressi voi olla hyvin vähäistä. Supervahva 100 kilowatin säde kohdistaa 68 milligramman voiman. Säteilypaineen tarkka mittaus paljon pienemmällä teholla vaatii erittäin monimutkaista suunnittelua ja jatkuvasti kehittyvää suunnittelua. Tarjoaa nyt alkuperäisen RPPM-rakenteen tehokkaampia lasereita varten. Samaan aikaan tutkijattiimi kehittää seuraavan sukupolven instrumenttia nimeltä Beam Box, joka parantaa RPPM:ää yksinkertaisten online-lasertehomittausten avulla ja laajentaa tunnistusaluetta pienempään tehoon. Toinen varhaisissa prototyypeissä kehitetty tekniikka on Smart Mirror, joka pienentää entisestään mittarin kokoa ja tarjoaa mahdollisuuden havaita hyvin pieniä tehomääriä. Lopulta se laajentaa tarkat säteilypainemittaukset radioaaltojen tai mikroaaltosäteiden käyttämille tasoille, joista tällä hetkellä puuttuu kyky mitata tarkasti.
Suurempi laserteho mitataan yleensä suuntaamalla säde tiettyyn määrään kiertävää vettä ja havaitsemalla lämpötilan nousu. Säiliöt voivat olla suuria ja siirrettävyys on ongelma. Kalibrointi vaatii yleensä laserlähetyksen standardilaboratorioon. Toinen valitettava haittapuoli: tunnistusinstrumentti on vaarassa vaurioitua lasersäteen vaikutuksesta, jota sen on tarkoitus mitata. Erilaiset säteilypainemallit voivat poistaa nämä ongelmat ja mahdollistaa tarkat tehomittaukset käyttäjän tiloissa.
Postitusaika: 31.7.2024