طريقة ثورية لقياس القدرة البصرية

طريقة ثورية لقياس القدرة البصرية
الليزرمن جميع الأنواع والكثافات في كل مكان، من مؤشرات جراحة العيون إلى أشعة الضوء إلى المعادن المستخدمة في قص أقمشة الملابس والعديد من المنتجات. تُستخدم في الطابعات وتخزين البيانات و...الاتصالات البصريةتطبيقات التصنيع مثل اللحام، والأسلحة العسكرية وأجهزة قياس المدى، والمعدات الطبية، والعديد من التطبيقات الأخرى. كلما زادت أهمية الدور الذي تلعبهالليزركلما كانت الحاجة إلى معايرة خرج الطاقة بشكل دقيق أكثر إلحاحًا.
تتطلب التقنيات التقليدية لقياس قوة الليزر جهازًا قادرًا على امتصاص كامل طاقة الشعاع كحرارة. وبقياس التغير في درجة الحرارة، يستطيع الباحثون حساب قوة الليزر.
ولكن حتى الآن، لم تكن هناك طريقة لقياس قوة الليزر بدقة آنيًا أثناء التصنيع، على سبيل المثال، عندما يقطع الليزر أو يذيب جسمًا. بدون هذه المعلومات، قد يضطر بعض المصنّعين إلى إنفاق المزيد من الوقت والمال لتقييم مدى مطابقة أجزائهم لمواصفات التصنيع بعد الإنتاج.
يحل ضغط الإشعاع هذه المشكلة. الضوء ليس له كتلة، ولكنه يمتلك زخمًا، مما يمنحه قوة عند اصطدامه بجسم ما. قوة شعاع ليزر بقوة كيلوواط واحد صغيرة، لكنها ملحوظة - تقريبًا بوزن حبة رمل. وقد ابتكر الباحثون تقنية ثورية لقياس كميات كبيرة وصغيرة من طاقة الضوء من خلال الكشف عن ضغط الإشعاع الذي يمارسه الضوء على مرآة. صُمم مقياس ضغط الإشعاع (RPPM) لقياس الطاقة العالية.مصادر الضوءباستخدام ميزان مختبري عالي الدقة مزود بمرايا تعكس 99.999% من الضوء. عند ارتداد شعاع الليزر عن المرآة، يسجل الميزان الضغط الذي يمارسه. ثم يُحوّل قياس القوة إلى قياس قدرة.
كلما زادت قوة شعاع الليزر، زادت إزاحة العاكس. ومن خلال الكشف الدقيق عن مقدار هذه الإزاحة، يمكن للعلماء قياس قوة الشعاع بدقة. ويمكن أن يكون الضغط المتضمن ضئيلاً للغاية. ويمارس شعاع فائق القوة بقوة 100 كيلووات قوة في نطاق 68 مليجرامًا. ويتطلب القياس الدقيق لضغط الإشعاع عند طاقة أقل بكثير تصميمًا معقدًا للغاية وهندسة متطورة باستمرار. ويقدم الآن تصميم RPPM الأصلي لأجهزة الليزر ذات الطاقة الأعلى. وفي الوقت نفسه، يعمل فريق الباحثين على تطوير أداة من الجيل التالي تسمى Beam Box والتي ستحسن RPPM من خلال قياسات بسيطة لقوة الليزر عبر الإنترنت وتوسيع نطاق الكشف إلى طاقة أقل. ومن التقنيات الأخرى التي تم تطويرها في النماذج الأولية المبكرة تقنية Smart Mirror، والتي ستقلل حجم المقياس بشكل أكبر وتوفر القدرة على اكتشاف كميات صغيرة جدًا من الطاقة. وفي النهاية، ستوسع نطاق قياسات ضغط الإشعاع الدقيقة إلى المستويات المطبقة بواسطة موجات الراديو أو أشعة الميكروويف التي تفتقر بشدة حاليًا إلى القدرة على القياس الدقيق.
عادةً ما تُقاس قوة الليزر العالية بتوجيه الشعاع نحو كمية معينة من الماء المتداول ورصد ارتفاع درجة حرارته. قد تكون الخزانات المستخدمة كبيرة، مما يُشكل صعوبة في نقلها. تتطلب المعايرة عادةً نقل الليزر إلى مختبر قياسي. ومن العيوب المؤسفة الأخرى أن جهاز الكشف مُعرّض لخطر التلف بسبب شعاع الليزر المُفترض قياسه. يمكن لنماذج ضغط الإشعاع المُختلفة تجنّب هذه المشاكل، وتمكين قياسات دقيقة للطاقة في موقع المستخدم.