الطريقة الثورية لقياس القوة البصرية

الطريقة الثورية لقياس القوة البصرية
الليزرمن بين جميع الأنواع والكثافة في كل مكان ، من مؤشرات لجراحة العين إلى عوارض من الضوء إلى المعادن المستخدمة لقطع الأقمشة للملابس والعديد من المنتجات. يتم استخدامها في الطابعات وتخزين البيانات والاتصالات البصرية؛ تطبيقات التصنيع مثل اللحام ؛ الأسلحة العسكرية وتتراوح ؛ المعدات الطبية ؛ هناك العديد من التطبيقات الأخرى. كلما كان الدور الذي يلعبهالليزر، كلما كان الأمر أكثر إلحاحًا هو الحاجة إلى معايرة ناتج الطاقة بدقة.
تتطلب التقنيات التقليدية لقياس طاقة الليزر جهازًا يمكنه امتصاص جميع الطاقة في الحزمة كحرارة. من خلال قياس تغير درجة الحرارة ، يمكن للباحثين حساب قوة الليزر.
ولكن حتى الآن ، لم تكن هناك طريقة لقياس قوة الليزر بدقة في الوقت الفعلي أثناء التصنيع ، على سبيل المثال ، عندما يقطع ليزر أو يذوب كائن. بدون هذه المعلومات ، قد يضطر بعض الشركات المصنعة إلى قضاء المزيد من الوقت والمال في تقييم ما إذا كانت قطع غيارها تفي بمواصفات التصنيع بعد الإنتاج.
ضغط الإشعاع يحل هذه المشكلة. ليس للضوء كتلة ، ولكن لديه زخم ، مما يمنحه قوة عندما يضرب كائن. قوة شعاع ليزر 1 كيلووات (KW) صغيرة ، ولكنها ملحوظة - حول وزن حبة الرمال. لقد كان الباحثون رائدين في تقنية ثورية لقياس كميات كبيرة وصغيرة من الطاقة الخفيفة من خلال اكتشاف ضغط الإشعاع الذي يمارسه الضوء على المرآة. تم تصميم مقياس الإشعاع (RPPM) للزواج العاليمصادر الضوءباستخدام توازن مختبر عالي الدقة مع مرايا قادرة على عكس 99.999 ٪ من الضوء. عندما يرتد شعاع الليزر من المرآة ، يسجل الرصيد الضغط الذي يمارسه. ثم يتم تحويل قياس القوة إلى قياس الطاقة.
كلما زادت قوة شعاع الليزر ، زاد إزاحة العاكس. من خلال اكتشاف كمية هذا الإزاحة بدقة ، يمكن للعلماء قياس قوة الحزمة بحساسية. الإجهاد المعني يمكن أن يكون الحد الأدنى جدا. تمارس شعاع فائق القوى من 100 كيلووات قوة في حدود 68 ملليغرام. يتطلب القياس الدقيق لضغط الإشعاع في قوة أقل بكثير تصميمًا معقدًا للغاية وتحسين الهندسة باستمرار. يقدم الآن تصميم RPPM الأصلي لأشعة الليزر ذات الطاقة العليا. في الوقت نفسه ، يقوم فريق الباحثين بتطوير أداة من الجيل التالي تسمى Beam Box والتي من شأنها تحسين RPPM من خلال قياسات طاقة الليزر البسيطة عبر الإنترنت وتوسيع نطاق الكشف إلى انخفاض الطاقة. هناك تقنية أخرى تم تطويرها في النماذج الأولية المبكرة وهي مرآة ذكية ، والتي ستقلل من حجم العداد وتوفر القدرة على اكتشاف كميات صغيرة جدًا من الطاقة. في نهاية المطاف ، سوف يمتد قياسات ضغط الإشعاع الدقيقة إلى المستويات التي تطبقها موجات الراديو أو عوارض الميكروويف التي تفتقر حاليًا إلى القدرة على القياس بدقة.
عادةً ما يتم قياس طاقة الليزر العالية عن طريق استهداف الحزمة بكمية معينة من المياه المتداولة واكتشاف زيادة درجة الحرارة. يمكن أن تكون الدبابات المعنية كبيرة والقابلية للنقل مشكلة. عادة ما تتطلب المعايرة نقل الليزر إلى مختبر قياسي. عيب مؤسف آخر: أداة الكشف في خطر التعرض للتلف بسبب شعاع الليزر الذي من المفترض أن يقيسه. يمكن لنماذج ضغط الإشعاع المختلفة القضاء على هذه المشكلات وتمكين قياسات الطاقة الدقيقة في موقع المستخدم.