Método revolucionario de medición de potencia óptica

Método revolucionario de medición de potencia óptica
LáseresDe todos los tipos e intensidades, están por todas partes, desde punteros para cirugía ocular hasta rayos de luz y metales utilizados para cortar telas y muchos productos. Se utilizan en impresoras, almacenamiento de datos y...comunicaciones ópticasAplicaciones de fabricación como soldadura; armas militares y telemetría; equipos médicos; existen muchas otras aplicaciones. Cuanto más importante sea el papel que desempeñe el...láser, cuanto más urgente es la necesidad de calibrar con precisión su potencia de salida.
Las técnicas tradicionales para medir la potencia del láser requieren un dispositivo capaz de absorber toda la energía del haz en forma de calor. Midiendo la variación de temperatura, los investigadores pueden calcular la potencia del láser.
Sin embargo, hasta ahora no había forma de medir con precisión la potencia del láser en tiempo real durante la fabricación, por ejemplo, al cortar o fundir un objeto. Sin esta información, algunos fabricantes podrían tener que invertir más tiempo y dinero en evaluar si sus piezas cumplen las especificaciones de fabricación después de la producción.
La presión de radiación resuelve este problema. La luz no tiene masa, pero sí momento, lo que le confiere fuerza al impactar un objeto. La fuerza de un rayo láser de 1 kilovatio (kW) es pequeña, pero perceptible: aproximadamente el peso de un grano de arena. Los investigadores han desarrollado una técnica revolucionaria para medir cantidades grandes y pequeñas de potencia luminosa mediante la detección de la presión de radiación que ejerce la luz sobre un espejo. El manómetro de radiación (RPPM) está diseñado para alta potencia.fuentes de luzSe utiliza una balanza de laboratorio de alta precisión con espejos capaces de reflejar el 99,999 % de la luz. Al rebotar el rayo láser en el espejo, la balanza registra la presión ejercida. La medición de fuerza se convierte entonces en una medición de potencia.
Cuanto mayor sea la potencia del rayo láser, mayor será el desplazamiento del reflector. Al detectar con precisión la magnitud de este desplazamiento, los científicos pueden medir con sensibilidad la potencia del rayo. La tensión involucrada puede ser mínima. Un rayo superpotente de 100 kilovatios ejerce una fuerza en el rango de 68 miligramos. La medición precisa de la presión de radiación a una potencia mucho menor requiere un diseño altamente complejo y una ingeniería en constante mejora. Ahora ofrece el diseño original de RPPM 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 mediante simples mediciones de potencia láser en línea y ampliará el rango de detección a potencias más bajas. Otra tecnología desarrollada en los primeros prototipos es Smart Mirror, que reducirá aún más el tamaño del medidor y proporcionará la capacidad de detectar cantidades muy pequeñas de potencia. Eventualmente, extenderá las mediciones precisas de la presión de radiación a los niveles aplicados por ondas de radio o rayos de microondas que actualmente carecen de la capacidad de medir con precisión.
Una mayor potencia láser se suele medir apuntando el haz a una cierta cantidad de agua circulante y detectando un aumento de temperatura. Los tanques utilizados pueden ser grandes y su portabilidad es un problema. La calibración suele requerir la transmisión del láser a un laboratorio estándar. Otra desventaja desafortunada: el instrumento de detección corre el riesgo de resultar dañado por el haz láser que debe medir. Diversos modelos de presión de radiación pueden eliminar estos problemas y permitir mediciones precisas de la potencia en las instalaciones del usuario.