혁신적인 광전력 측정 방법

혁신적인 광전력 측정 방법
레이저모든 종류와 강도의 광선이 도처에 있습니다. 눈 수술용 포인터부터 광선, 의류 직물을 자르는 데 사용되는 금속, 그리고 다양한 제품에 이르기까지 다양합니다. 이러한 광선은 프린터, 데이터 저장 장치 등에 사용됩니다.광통신; 용접과 같은 제조 응용 분야; 군사 무기 및 사격; 의료 장비; 그 외에도 많은 응용 분야가 있습니다.원자 램프, 더욱 시급하게 전력 출력을 정밀하게 보정해야 할 필요성이 커졌습니다.
레이저 출력을 측정하는 기존 기술은 빔의 모든 에너지를 열로 흡수할 수 있는 장치를 필요로 합니다. 연구진은 온도 변화를 측정함으로써 레이저의 출력을 계산할 수 있습니다.
하지만 지금까지는 제조 과정, 예를 들어 레이저가 물체를 절단하거나 녹일 때 실시간으로 레이저 출력을 정확하게 측정할 방법이 없었습니다. 이러한 정보가 없다면, 일부 제조업체는 생산 후 부품이 제조 사양을 충족하는지 평가하는 데 더 많은 시간과 비용을 투자해야 할 수도 있습니다.
복사압은 이 문제를 해결합니다. 빛은 질량은 없지만 운동량을 가지고 있으며, 이는 물체에 부딪힐 때 힘을 발생시킵니다. 1킬로와트(kW) 레이저 빔의 힘은 작지만 눈에 띄며, 모래알 하나의 무게와 비슷합니다. 연구진은 거울에 빛이 가하는 복사압을 감지하여 크고 작은 빛의 세기를 측정하는 혁신적인 기술을 개발했습니다. 복사압계(RPPM)는 고출력광원빛의 99.999%를 반사할 수 있는 거울이 장착된 고정밀 실험실 저울을 사용합니다. 레이저 빔이 거울에 반사될 때, 저울은 가하는 압력을 기록합니다. 힘 측정값은 전력 측정값으로 변환됩니다.
레이저 빔의 출력이 높을수록 반사기의 변위도 커집니다. 과학자들은 이 변위량을 정밀하게 감지함으로써 빔의 출력을 민감하게 측정할 수 있습니다. 이때 발생하는 응력은 매우 미미할 수 있습니다. 100킬로와트의 초강력 빔은 68밀리그램 정도의 힘을 가합니다. 훨씬 낮은 출력에서 ​​복사압을 정확하게 측정하려면 매우 복잡한 설계와 끊임없는 엔지니어링 개선이 필요합니다. 현재 고출력 레이저를 위한 최초의 RPPM 설계를 제공합니다. 동시에, 연구진은 간단한 온라인 레이저 출력 측정을 통해 RPPM을 개선하고 감지 범위를 저출력까지 확장하는 차세대 장비인 빔 박스(Beam Box)를 개발하고 있습니다. 초기 프로토타입에서 개발된 또 다른 기술인 스마트 미러(Smart Mirror)는 계측기의 크기를 더욱 줄이고 매우 작은 출력도 감지할 수 있는 기능을 제공합니다. 궁극적으로, 이 기술은 현재 정확한 측정 능력이 심각하게 부족한 전파나 마이크로파 빔에 의해 인가되는 수준까지 정확한 복사압 측정을 확장할 것입니다.
더 높은 레이저 출력은 일반적으로 순환하는 물의 일정량에 빔을 조준하고 온도 상승을 감지하여 측정합니다. 사용되는 탱크는 크기가 클 수 있으며, 휴대성이 문제가 될 수 있습니다. 교정에는 일반적으로 표준 실험실로 레이저를 전송해야 합니다. 또 다른 단점은 측정하려는 레이저 빔에 의해 검출 장비가 손상될 위험이 있다는 것입니다. 다양한 복사압 모델을 사용하면 이러한 문제를 해결하고 사용자 현장에서 정확한 출력 측정을 수행할 수 있습니다.