Metodo rivoluzionario di misurazione della potenza ottica

Metodo rivoluzionario di misurazione della potenza ottica
Laserdi ogni tipo e intensità sono ovunque, dai puntatori per la chirurgia oculare ai fasci di luce ai metalli usati per tagliare i tessuti degli abiti e moltissimi prodotti. Sono utilizzati nelle stampanti, nell'archiviazione dei dati ecomunicazioni ottiche; Applicazioni manifatturiere come saldatura; Armi militari e da tiro; Attrezzature mediche; Ci sono molte altre applicazioni. Più importante è il ruolo svolto dallaser, tanto più urgente è la necessità di calibrare con precisione la sua potenza erogata.
Le tecniche tradizionali per misurare la potenza del laser richiedono un dispositivo in grado di assorbire tutta l'energia nel raggio sotto forma di calore. Misurando la variazione di temperatura, i ricercatori possono calcolare la potenza del laser.
Ma fino ad ora non c’era modo di misurare con precisione la potenza del laser in tempo reale durante la produzione, ad esempio quando un laser taglia o fonde un oggetto. Senza queste informazioni, alcuni produttori potrebbero dover spendere più tempo e denaro per valutare se le loro parti soddisfano le specifiche di produzione dopo la produzione.
La pressione delle radiazioni risolve questo problema. La luce non ha massa, ma ha quantità di moto, che le conferisce una forza quando colpisce un oggetto. La forza di un raggio laser da 1 kilowatt (kW) è piccola, ma evidente, circa il peso di un granello di sabbia. I ricercatori hanno sperimentato una tecnica rivoluzionaria per misurare grandi e piccole quantità di potenza luminosa rilevando la pressione di radiazione esercitata dalla luce su uno specchio. Il manometro a radiazione (RPPM) è progettato per alta potenzafonti di luceutilizzando una bilancia da laboratorio ad alta precisione dotata di specchi in grado di riflettere il 99,999% della luce. Quando il raggio laser rimbalza sullo specchio, la bilancia registra la pressione che esercita. La misurazione della forza viene quindi convertita in una misurazione della potenza.
Maggiore è la potenza del raggio laser, maggiore è lo spostamento del riflettore. Rilevando con precisione l’entità di questo spostamento, gli scienziati possono misurare in modo sensibile la potenza del raggio. Lo stress coinvolto può essere minimo. Un raggio super potente da 100 kilowatt esercita una forza dell'ordine di 68 milligrammi. La misurazione accurata della pressione di radiazione a una potenza molto inferiore richiede una progettazione estremamente complessa e un'ingegneria in costante miglioramento. Ora offre il design RPPM originale per laser ad alta potenza. Allo stesso tempo, il team di ricercatori sta sviluppando uno strumento di prossima generazione chiamato Beam Box che migliorerà l’RPPM attraverso semplici misurazioni online della potenza del laser ed estendendo il raggio di rilevamento a una potenza inferiore. Un'altra tecnologia sviluppata nei primi prototipi è Smart Mirror, che ridurrà ulteriormente le dimensioni del contatore e fornirà la capacità di rilevare quantità di energia molto piccole. Alla fine, estenderà le misurazioni accurate della pressione di radiazione ai livelli applicati dalle onde radio o dai raggi di microonde che attualmente mancano gravemente della capacità di misurare con precisione.
Una potenza laser maggiore viene solitamente misurata puntando il raggio su una certa quantità di acqua circolante e rilevando un aumento di temperatura. I serbatoi coinvolti possono essere grandi e la trasportabilità è un problema. La calibrazione di solito richiede la trasmissione laser a un laboratorio standard. Altro spiacevole inconveniente: lo strumento di rilevamento rischia di essere danneggiato dal raggio laser che dovrebbe misurare. Vari modelli di pressione di radiazione possono eliminare questi problemi e consentire misurazioni accurate della potenza presso il sito dell'utente.