광 출력 측정의 혁신적인 방법

광 출력 측정의 혁신적인 방법
레이저모든 종류와 강도의 빛은 안과 수술용 포인터부터 광선, 의류 원단 및 다양한 제품을 절단하는 데 사용되는 금속에 이르기까지 도처에 존재합니다. 빛은 프린터, 데이터 저장 장치 등에도 사용됩니다.광통신용접과 같은 제조 분야, 군사 무기 및 거리 측정 분야, 의료 장비 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 이러한 분야들이 수행하는 역할은 더욱 중요해집니다.원자 램프그럴수록 전력 출력을 정확하게 조정해야 할 필요성이 더욱 시급해집니다.
레이저 출력을 측정하는 기존 기술은 레이저 빔의 모든 에너지를 열로 흡수할 수 있는 장치를 필요로 합니다. 연구진은 온도 변화를 측정함으로써 레이저 출력을 계산할 수 있습니다.
하지만 지금까지는 레이저로 물체를 절단하거나 녹이는 등의 제조 과정에서 레이저 출력을 실시간으로 정확하게 측정할 방법이 없었습니다. 이러한 정보가 없으면 일부 제조업체는 생산 후 부품이 제조 사양을 충족하는지 평가하는 데 더 많은 시간과 비용을 투자해야 할 수도 있습니다.
복사압이 이 문제를 해결합니다. 빛은 질량이 없지만 운동량을 가지고 있어 물체에 부딪히면 힘을 발생시킵니다. 1킬로와트(kW) 레이저 빔의 힘은 작지만 감지할 수 있는데, 모래알 하나 무게 정도입니다. 연구자들은 빛이 거울에 가하는 복사압을 감지하여 크고 작은 빛의 출력을 측정하는 혁신적인 기술을 개발했습니다. 복사압 측정기(RPPM)는 고출력 측정을 위해 설계되었습니다.광원빛의 99.999%를 반사할 수 있는 거울이 장착된 고정밀 실험실용 저울을 사용합니다. 레이저 빔이 거울에 반사되면 저울은 가해지는 압력을 기록합니다. 그런 다음 이 힘 측정값을 전력 측정값으로 변환합니다.
레이저 빔의 출력이 높을수록 반사판의 변위가 커집니다. 과학자들은 이 변위량을 정밀하게 감지함으로써 빔의 출력을 민감하게 측정할 수 있습니다. 이때 발생하는 응력은 매우 미미합니다. 100킬로와트의 초강력 빔은 68밀리그램 정도의 힘을 가합니다. 훨씬 낮은 출력에서 ​​방사압을 정확하게 측정하려면 매우 복잡한 설계와 지속적인 엔지니어링 개선이 필요합니다. Now는 고출력 레이저용 RPPM(방사압 측정기)의 독창적인 설계를 제공합니다. 동시에 연구팀은 간단한 온라인 레이저 출력 측정을 통해 RPPM을 개선하고 감지 범위를 저출력 영역까지 확장하는 차세대 장비인 Beam Box를 개발하고 있습니다. 초기 프로토타입에서 개발된 또 다른 기술인 Smart Mirror는 측정기의 크기를 더욱 줄이고 극미량의 출력까지 감지할 수 있도록 합니다. 궁극적으로 이 기술은 현재 정확한 측정이 매우 어려운 전파나 마이크로파 빔과 같은 저출력 영역에서도 정확한 방사압 측정을 가능하게 할 것입니다.
일반적으로 레이저 출력은 일정량의 순환수에 레이저 빔을 조사하여 온도 상승을 감지하는 방식으로 측정합니다. 하지만 이러한 측정에 사용되는 탱크는 크기가 커서 이동성이 떨어집니다. 또한, 교정을 위해서는 레이저 빔을 표준 실험실로 전송해야 하는 경우가 많습니다. 게다가 측정 장비 자체가 레이저 빔에 의해 손상될 위험이 있다는 점도 문제입니다. 다양한 복사압 측정 모델을 개발하면 이러한 문제들을 해결하고 사용자가 현장에서 정확한 출력 측정을 할 수 있게 됩니다.