Método revolucionario de medición de energía óptica

Método revolucionario de medición de energía óptica
LáserDe todos los tipos e intensidades están en todas partes, desde punteros para cirugía ocular hasta vigas de luz y metales utilizados para cortar telas de ropa y muchos productos. Se utilizan en impresoras, almacenamiento de datos ycomunicaciones ópticas; Aplicaciones de fabricación como soldadura; Armas militares y rango; Equipo médico; Hay muchas otras aplicaciones. Cuanto más importante es el papel desempeñado por elláser, cuanto más urgente es la necesidad de calibrar con precisión su potencia de salida.
Las técnicas tradicionales para medir la potencia láser requieren un dispositivo que pueda absorber toda la energía en el haz como calor. Al medir el cambio de temperatura, los investigadores pueden calcular la potencia del láser.
Pero hasta ahora, no ha habido forma de medir con precisión la potencia láser en tiempo real durante la fabricación, por ejemplo, cuando un láser corta o derrite un objeto. Sin esta información, algunos fabricantes pueden tener que gastar más tiempo y dinero evaluando si sus piezas cumplen con las especificaciones de fabricación después de la producción.
La presión de radiación resuelve este problema. La luz no tiene masa, pero tiene impulso, lo que le da una fuerza cuando golpea un objeto. La fuerza de un haz láser de 1 kilovatio (kW) es pequeña, pero notable, sobre el peso de un grano de arena. Los investigadores han sido pioneros en una técnica revolucionaria para medir cantidades grandes y pequeñas de potencia de luz al detectar la presión de radiación ejercida por la luz en un espejo. El manómetro de radiación (RPPM) está diseñado para alta potenciafuentes de luzUso de un equilibrio de laboratorio de alta precisión con espejos capaces de reflejar el 99.999% de la luz. A medida que el haz láser rebota en el espejo, el equilibrio registra la presión que ejerce. La medición de la fuerza se convierte en una medición de potencia.
Cuanto mayor sea la potencia del haz láser, mayor será el desplazamiento del reflector. Al detectar con precisión la cantidad de este desplazamiento, los científicos pueden medir sensiblemente la potencia del haz. El estrés involucrado puede ser muy mínimo. Un rayo súper fuerte de 100 kilovatios ejerce una fuerza en el rango de 68 miligramos. La medición precisa de la presión de radiación a una potencia mucho más baja requiere un diseño altamente complejo y mejora constantemente la ingeniería. Ahora ofrece el diseño RPPM original para láseres de mayor potencia. Al mismo tiempo, el equipo de investigadores está desarrollando un instrumento de próxima generación llamado Beam Box que mejorará RPPM a través de simples mediciones de energía láser en línea y extendiendo el rango de detección a una menor potencia. Otra tecnología desarrollada en los prototipos tempranos es Smart Mirror, que reducirá aún más el tamaño del medidor y proporcionará la capacidad de detectar cantidades muy pequeñas de energía. Eventualmente, extenderá las mediciones precisas de la presión de radiación a los niveles aplicados por ondas de radio o vigas de microondas que actualmente carecen severamente de la capacidad de medir con precisión.
La mayor potencia láser generalmente se mide apuntando el haz a una cierta cantidad de agua circulante y detectando un aumento de temperatura. Los tanques involucrados pueden ser grandes y la portabilidad es un problema. La calibración generalmente requiere transmisión láser a un laboratorio estándar. Otro inconveniente desafortunado: el instrumento de detección está en peligro de ser dañado por el haz láser que se supone que debe medir. Varios modelos de presión de radiación pueden eliminar estos problemas y permitir mediciones de energía precisas en el sitio del usuario.