Revolutionäre Methode zur optischen Leistungsmessung

Revolutionäre Methode zur optischen Leistungsmessung
Laseraller Arten und Intensitäten sind überall zu finden, von Spitzen für Augenoperationen über Lichtstrahlen bis hin zu Metallen, die zum Schneiden von Bekleidungsstoffen und vielen anderen Produkten verwendet werden. Sie werden in Druckern, Datenspeichern usw. verwendetoptische Kommunikation; Fertigungsanwendungen wie Schweißen; Militärische Waffen und Entfernungsmesser; Medizinische Geräte; Es gibt viele andere Anwendungen. Je wichtiger die Rolle desLaser, desto dringlicher ist es, seine Leistungsabgabe genau zu kalibrieren.
Herkömmliche Techniken zur Messung der Laserleistung erfordern ein Gerät, das die gesamte Energie im Strahl als Wärme absorbieren kann. Durch die Messung der Temperaturänderung können die Forscher die Leistung des Lasers berechnen.
Bisher gab es jedoch keine Möglichkeit, die Laserleistung während der Fertigung in Echtzeit genau zu messen, beispielsweise wenn ein Laser ein Objekt schneidet oder schmilzt. Ohne diese Informationen müssen einige Hersteller möglicherweise mehr Zeit und Geld aufwenden, um nach der Produktion zu bewerten, ob ihre Teile den Fertigungsspezifikationen entsprechen.
Strahlungsdruck löst dieses Problem. Licht hat keine Masse, aber einen Impuls, der ihm eine Kraft verleiht, wenn es auf ein Objekt trifft. Die Kraft eines 1 Kilowatt (kW) starken Laserstrahls ist gering, aber spürbar – etwa so schwer wie ein Sandkorn. Forscher haben eine revolutionäre Technik entwickelt, um große und kleine Mengen an Lichtleistung zu messen, indem sie den Strahlungsdruck erfassen, der von Licht auf einen Spiegel ausgeübt wird. Das Strahlungsmanometer (RPPM) ist für hohe Leistungen ausgelegtLichtquellenVerwendung einer hochpräzisen Laborwaage mit Spiegeln, die 99,999 % des Lichts reflektieren können. Während der Laserstrahl vom Spiegel reflektiert wird, zeichnet die Waage den Druck auf, den er ausübt. Die Kraftmessung wird dann in eine Leistungsmessung umgewandelt.
Je höher die Leistung des Laserstrahls ist, desto größer ist die Auslenkung des Reflektors. Durch die genaue Erfassung des Ausmaßes dieser Verschiebung können Wissenschaftler die Leistung des Strahls empfindlich messen. Der damit verbundene Stress kann sehr gering sein. Ein superstarker Strahl von 100 Kilowatt übt eine Kraft im Bereich von 68 Milligramm aus. Eine genaue Messung des Strahlungsdrucks bei viel geringerer Leistung erfordert ein hochkomplexes Design und eine ständig verbesserte Technik. Bietet jetzt das ursprüngliche RPPM-Design für Laser mit höherer Leistung. Gleichzeitig entwickelt das Forscherteam ein Instrument der nächsten Generation namens Beam Box, das den RPPM durch einfache Online-Laserleistungsmessungen verbessern und den Erkennungsbereich auf niedrigere Leistungen erweitern wird. Eine weitere in frühen Prototypen entwickelte Technologie ist Smart Mirror, die die Größe des Messgeräts weiter reduziert und die Möglichkeit bietet, sehr kleine Leistungsmengen zu erkennen. Letztendlich wird es genaue Strahlungsdruckmessungen auf Werte ausweiten, die durch Radiowellen oder Mikrowellenstrahlen erzeugt werden und für die es derzeit noch an der Fähigkeit zur genauen Messung mangelt.
Eine höhere Laserleistung wird normalerweise gemessen, indem der Strahl auf eine bestimmte Menge zirkulierenden Wassers gerichtet und ein Temperaturanstieg festgestellt wird. Die beteiligten Tanks können groß sein und die Tragbarkeit ist ein Problem. Für die Kalibrierung ist in der Regel eine Laserübertragung an ein Standardlabor erforderlich. Ein weiterer bedauerlicher Nachteil: Das Detektionsgerät läuft Gefahr, durch den Laserstrahl, den es messen soll, beschädigt zu werden. Verschiedene Strahlungsdruckmodelle können diese Probleme beseitigen und genaue Leistungsmessungen vor Ort beim Benutzer ermöglichen.