שיטה מהפכנית למדידת הספק אופטית

שיטה מהפכנית למדידת הספק אופטית
לייזריםמכל הסוגים והעוצמות נמצאים בכל מקום, מפוינטרים לניתוחי עיניים ועד קרני אור ועד מתכות המשמשות לחיתוך בדי בגדים ומוצרים רבים. הם משמשים במדפסות, אחסון נתונים ותקשורת אופטית; יישומי ייצור כגון ריתוך; נשק צבאי ומטווחים; ציוד רפואי; יש הרבה יישומים אחרים. ככל שהתפקיד שמילא ה-לייזר, ככל שהצורך לכייל במדויק את תפוקת הכוח שלו דחוף יותר.
טכניקות מסורתיות למדידת כוח לייזר דורשות מכשיר שיכול לספוג את כל האנרגיה בקרן כחום. על ידי מדידת שינוי הטמפרטורה, החוקרים יכולים לחשב את עוצמת הלייזר.
אבל עד עכשיו, לא הייתה דרך למדוד במדויק את כוח הלייזר בזמן אמת במהלך הייצור, למשל, כאשר לייזר חותך או ממיס עצם. ללא מידע זה, ייתכן שחלק מהיצרנים יצטרכו להשקיע יותר זמן וכסף בהערכה האם החלקים שלהם עומדים במפרטי הייצור לאחר הייצור.
לחץ קרינה פותר בעיה זו. לאור אין מסה, אבל יש לו תנע, מה שנותן לו כוח כשהוא פוגע באובייקט. הכוח של קרן לייזר של 1 קילוואט (kW) קטן, אך מורגש - בערך במשקל של גרגר חול. חוקרים פיתחו טכניקה מהפכנית למדידת כמויות גדולות וקטנות של כוח אור על ידי זיהוי לחץ הקרינה שמפעיל האור על מראה. מד קרינה (RPPM) מיועד להספק גבוהמקורות אורשימוש במאזן מעבדתי בעל דיוק גבוה עם מראות המסוגלות להחזיר 99.999% מהאור. כאשר קרן הלייזר קופצת מהמראה, המאזן מתעד את הלחץ שהיא מפעילה. מדידת הכוח מומרת לאחר מכן למדידת הספק.
ככל שהעוצמה של קרן הלייזר גבוהה יותר, תזוזה של הרפלקטור גדולה יותר. על ידי זיהוי מדויק של כמות העקירה הזו, מדענים יכולים למדוד ברגישות את כוחה של האלומה. הלחץ הכרוך בו יכול להיות מינימלי ביותר. אלומה סופר חזקה של 100 קילוואט מפעילה כוח בטווח של 68 מיליגרם. מדידה מדויקת של לחץ קרינה בהספק נמוך בהרבה דורשת תכנון מורכב ביותר ושיפור מתמיד בהנדסה. מציע כעת את עיצוב ה-RPPM המקורי עבור לייזרים בעלי הספק גבוה יותר. במקביל, צוות החוקרים מפתח מכשיר מהדור הבא בשם Beam Box שישפר את ה-RPPM באמצעות מדידות הספק לייזר מקוונות פשוטות והרחבת טווח הזיהוי להספק נמוך יותר. טכנולוגיה נוספת שפותחה באבות טיפוס מוקדמים היא Smart Mirror, שתקטין עוד יותר את גודל המונה ותספק את היכולת לזהות כמויות קטנות מאוד של כוח. בסופו של דבר, היא תרחיב את מדידות לחץ הקרינה המדויקות לרמות המופעלות על ידי גלי רדיו או קרני מיקרוגל שכרגע חסרות מאוד את היכולת למדוד במדויק.
כוח לייזר גבוה יותר נמדד בדרך כלל על ידי כיוון הקרן לכמות מסוימת של מים במחזור וזיהוי עלייה בטמפרטורה. הטנקים המעורבים יכולים להיות גדולים והניידות היא בעיה. כיול מצריך בדרך כלל שידור לייזר למעבדה סטנדרטית. חיסרון מצער נוסף: מכשיר הזיהוי נמצא בסכנת נזק מקרן הלייזר שהוא אמור למדוד. מודלים שונים של לחץ קרינה יכולים לבטל בעיות אלו ולאפשר מדידות הספק מדויקות באתר המשתמש.