Méthode révolutionnaire de mesure de la puissance optique

Méthode révolutionnaire de mesure de la puissance optique
Lasersde tous types et de toutes intensités, il y en a partout, des pointeurs pour la chirurgie oculaire aux faisceaux de lumière en passant par les métaux utilisés pour couper les tissus des vêtements et de nombreux produits. Ils sont utilisés dans les imprimantes, le stockage de données etcommunications optiques; Applications de fabrication telles que le soudage ; Armes militaires et télémétrie ; Matériel médical; Il existe de nombreuses autres applications. Plus le rôle joué par lelaser, plus il est urgent de calibrer avec précision sa puissance de sortie.
Les techniques traditionnelles de mesure de la puissance laser nécessitent un appareil capable d'absorber toute l'énergie du faisceau sous forme de chaleur. En mesurant le changement de température, les chercheurs peuvent calculer la puissance du laser.
Mais jusqu'à présent, il n'existait aucun moyen de mesurer avec précision la puissance du laser en temps réel pendant la fabrication, par exemple lorsqu'un laser coupe ou fait fondre un objet. Sans ces informations, certains fabricants devront peut-être consacrer plus de temps et d’argent à évaluer si leurs pièces répondent aux spécifications de fabrication après la production.
La pression de rayonnement résout ce problème. La lumière n’a pas de masse, mais elle possède un élan qui lui confère une force lorsqu’elle heurte un objet. La force d’un faisceau laser de 1 kilowatt (kW) est faible, mais perceptible – environ le poids d’un grain de sable. Les chercheurs ont mis au point une technique révolutionnaire pour mesurer de grandes et petites quantités de puissance lumineuse en détectant la pression de rayonnement exercée par la lumière sur un miroir. Le manomètre à rayonnement (RPPM) est conçu pour lessources lumineusesen utilisant une balance de laboratoire de haute précision avec des miroirs capables de réfléchir 99,999 % de la lumière. Lorsque le faisceau laser rebondit sur le miroir, la balance enregistre la pression qu'elle exerce. La mesure de force est ensuite convertie en mesure de puissance.
Plus la puissance du faisceau laser est élevée, plus le déplacement du réflecteur est important. En détectant avec précision l’ampleur de ce déplacement, les scientifiques peuvent mesurer avec sensibilité la puissance du faisceau. Le stress impliqué peut être très minime. Un faisceau ultra-puissant de 100 kilowatts exerce une force de l’ordre de 68 milligrammes. Une mesure précise de la pression de rayonnement à une puissance bien inférieure nécessite une conception très complexe et une ingénierie en constante amélioration. Offre désormais la conception RPPM originale pour les lasers de plus haute puissance. Dans le même temps, l’équipe de chercheurs développe un instrument de nouvelle génération appelé Beam Box qui améliorera le RPPM grâce à de simples mesures de puissance laser en ligne et à l’extension de la plage de détection à une puissance inférieure. Une autre technologie développée dans les premiers prototypes est Smart Mirror, qui réduira encore davantage la taille du compteur et permettra de détecter de très petites quantités d'énergie. À terme, il étendra les mesures précises de pression de rayonnement aux niveaux appliqués par les ondes radio ou les faisceaux de micro-ondes qui manquent actuellement cruellement de capacité à mesurer avec précision.
Une puissance laser plus élevée est généralement mesurée en dirigeant le faisceau vers une certaine quantité d’eau en circulation et en détectant une augmentation de température. Les réservoirs impliqués peuvent être volumineux et la portabilité est un problème. L'étalonnage nécessite généralement une transmission laser à un laboratoire standard. Autre inconvénient regrettable : l'instrument de détection risque d'être endommagé par le faisceau laser qu'il est censé mesurer. Différents modèles de pression de rayonnement peuvent éliminer ces problèmes et permettre des mesures précises de puissance sur le site de l'utilisateur.