Méthode révolutionnaire de mesure de la puissance optique

Méthode révolutionnaire de mesure de la puissance optique
LasersOn les trouve partout, de tous types et de toutes intensités : des pointeurs pour la chirurgie oculaire aux faisceaux lumineux, en passant par les métaux utilisés pour la découpe des tissus et de nombreux autres produits. Ils sont utilisés dans les imprimantes, le stockage de données et…communications optiquesApplications industrielles telles que le soudage ; armement et télémétrie militaires ; équipements médicaux ; et bien d’autres applications encore. Plus le rôle joué par…laser, d'autant plus il est urgent de calibrer précisément sa puissance de sortie.
Les techniques traditionnelles de mesure de la puissance laser nécessitent un dispositif capable d'absorber toute l'énergie du faisceau sous forme de chaleur. En mesurant la variation de température, les chercheurs peuvent calculer la puissance du laser.
Jusqu'à présent, il était impossible de mesurer précisément la puissance d'un laser en temps réel pendant la fabrication, par exemple lors de la découpe ou de la fusion d'un objet. Faute de ces informations, certains fabricants pourraient devoir consacrer davantage de temps et d'argent à vérifier la conformité de leurs pièces aux spécifications de fabrication après production.
La pression de radiation résout ce problème. La lumière n'a pas de masse, mais elle possède une quantité de mouvement, ce qui lui confère une force lorsqu'elle frappe un objet. La force d'un faisceau laser de 1 kilowatt (kW) est faible, mais perceptible – environ le poids d'un grain de sable. Des chercheurs ont mis au point une technique révolutionnaire permettant de mesurer de grandes et de faibles quantités de puissance lumineuse en détectant la pression de radiation exercée par la lumière sur un miroir. Le manomètre à radiation (RPPM) est conçu pour les hautes puissances.sources lumineusesOn utilise une balance de laboratoire de haute précision équipée de miroirs réfléchissant 99,999 % de la lumière. Lorsque le faisceau laser se réfléchit sur le miroir, la balance enregistre la pression exercée. Cette mesure de force est ensuite convertie en une mesure de puissance.
Plus la puissance du faisceau laser est élevée, plus le déplacement du réflecteur est important. En détectant précisément ce déplacement, les scientifiques peuvent mesurer avec sensibilité la puissance du faisceau. La contrainte induite peut être minime. Un faisceau ultra-puissant de 100 kilowatts exerce une force de l'ordre de 68 milligrammes. La mesure précise de la pression de radiation à des puissances bien inférieures exige une conception très complexe et une ingénierie en constante amélioration. L'entreprise propose désormais la conception originale du RPPM pour les lasers de forte puissance. Parallèlement, l'équipe de chercheurs développe un instrument de nouvelle génération, le Beam Box, qui améliorera le RPPM grâce à des mesures simplifiées de la puissance laser en ligne et étendra la plage de détection aux basses puissances. Une autre technologie développée dans les premiers prototypes est le Smart Mirror, qui permettra de réduire encore la taille de l'appareil et de détecter de très faibles quantités de puissance. À terme, il permettra d'étendre les mesures précises de la pression de radiation aux niveaux appliqués par les ondes radio ou les faisceaux micro-ondes, actuellement impossibles à mesurer avec précision.
La puissance laser élevée est généralement mesurée en dirigeant le faisceau sur un volume d'eau en circulation et en détectant l'élévation de température. Les réservoirs utilisés peuvent être volumineux, ce qui pose un problème de transport. L'étalonnage nécessite généralement l'envoi du faisceau laser à un laboratoire de référence. Autre inconvénient majeur : l'instrument de détection risque d'être endommagé par le faisceau laser qu'il est censé mesurer. Différents modèles de pression de radiation permettent de pallier ces problèmes et d'effectuer des mesures de puissance précises directement sur le site de l'utilisateur.