Revolutionäre Methode zur Messung der optischen Leistung

Revolutionäre Methode zur Messung der optischen Leistung
LaserSie sind in allen Arten und Intensitäten allgegenwärtig, von Zeigern für die Augenchirurgie über Lichtstrahlen bis hin zu Metallen, die zum Schneiden von Textilien und vielen Produkten verwendet werden. Sie kommen in Druckern, Datenspeichern und vielem mehr zum Einsatz.optische KommunikationFertigungsanwendungen wie Schweißen; Militärwaffen und Entfernungsmessung; Medizintechnik; Es gibt viele weitere Anwendungsgebiete. Je wichtiger die Rolle ist, die von derLaserUmso dringlicher ist die Notwendigkeit, die Ausgangsleistung präzise zu kalibrieren.
Herkömmliche Verfahren zur Messung der Laserleistung erfordern ein Gerät, das die gesamte Energie des Laserstrahls in Form von Wärme absorbieren kann. Durch Messung der Temperaturänderung können die Forscher die Laserleistung berechnen.
Bislang gab es jedoch keine Möglichkeit, die Laserleistung während der Fertigung in Echtzeit präzise zu messen, beispielsweise beim Schneiden oder Schmelzen eines Objekts. Ohne diese Information müssen manche Hersteller unter Umständen mehr Zeit und Geld investieren, um nach der Produktion zu prüfen, ob ihre Teile den Fertigungsspezifikationen entsprechen.
Strahlungsdruck löst dieses Problem. Licht hat keine Masse, aber Impuls, der ihm beim Auftreffen auf ein Objekt eine Kraft verleiht. Die Kraft eines 1-Kilowatt-Laserstrahls (kW) ist gering, aber spürbar – etwa so viel wiegt ein Sandkorn. Forscher haben eine revolutionäre Technik entwickelt, um große und kleine Lichtleistungen zu messen, indem sie den Strahlungsdruck erfassen, den Licht auf einen Spiegel ausübt. Das Strahlungsmanometer (RPPM) ist für hohe Leistungen ausgelegt.LichtquellenMithilfe einer hochpräzisen Laborwaage mit Spiegeln, die 99,999 % des Lichts reflektieren, wird der vom Laserstrahl ausgeübte Druck gemessen. Die Kraftmessung wird anschließend in eine Leistungsmessung umgerechnet.
Je höher die Leistung des Laserstrahls, desto größer die Auslenkung des Reflektors. Durch die präzise Messung dieser Auslenkung können Wissenschaftler die Strahlleistung sensitiv bestimmen. Die dabei auftretende Belastung kann minimal sein. Ein extrem starker Strahl von 100 Kilowatt übt eine Kraft im Bereich von 68 Milligramm aus. Die genaue Messung des Strahlungsdrucks bei deutlich geringerer Leistung erfordert hochkomplexe Konstruktionen und ständige technische Verbesserungen. Das Unternehmen bietet nun das ursprüngliche RPPM-Design für Laser mit höherer Leistung an. Gleichzeitig entwickelt das Forschungsteam ein Instrument der nächsten Generation namens Beam Box, das RPPM durch einfache Online-Laserleistungsmessungen verbessern und den Messbereich auf niedrigere Leistungen erweitern wird. Eine weitere in frühen Prototypen entwickelte Technologie ist der Smart Mirror, der die Größe des Messgeräts weiter reduzieren und die Messung sehr geringer Leistungen ermöglichen wird. Letztendlich wird er präzise Strahlungsdruckmessungen auf Bereiche ausdehnen, die von Radiowellen oder Mikrowellenstrahlen erzeugt werden und deren genaue Messung derzeit noch nicht möglich ist.
Höhere Laserleistungen werden üblicherweise gemessen, indem der Laserstrahl auf eine bestimmte Menge zirkulierenden Wassers gerichtet und der Temperaturanstieg erfasst wird. Die verwendeten Tanks können groß sein, was die Transportierbarkeit erschwert. Für die Kalibrierung ist in der Regel eine Laserübertragung in ein Standardlabor erforderlich. Ein weiterer Nachteil: Das Messgerät ist durch den zu messenden Laserstrahl selbst gefährdet. Verschiedene Strahlungsdruckmodelle können diese Probleme beheben und präzise Leistungsmessungen direkt beim Anwender ermöglichen.