प्रकाशीय शक्ति मापन की क्रांतिकारी विधि

प्रकाशीय शक्ति मापन की क्रांतिकारी विधि
लेजरहर प्रकार और तीव्रता के प्रकाश कण हर जगह मौजूद हैं, आंखों की सर्जरी के लिए उपयोग होने वाले पॉइंटर्स से लेकर प्रकाश की किरणों तक, कपड़ों के फैब्रिक और कई अन्य उत्पादों को काटने के लिए उपयोग की जाने वाली धातुओं तक। इनका उपयोग प्रिंटर, डेटा स्टोरेज और अन्य उपकरणों में भी होता है।ऑप्टिकल संचारवेल्डिंग जैसे विनिर्माण अनुप्रयोग; सैन्य हथियार और रेंजिंग; चिकित्सा उपकरण; इसके अलावा भी कई अन्य अनुप्रयोग हैं।लेज़रऐसे में, इसकी बिजली उत्पादन क्षमता को सटीक रूप से कैलिब्रेट करने की आवश्यकता और भी अधिक जरूरी हो जाती है।
लेजर की शक्ति मापने की पारंपरिक तकनीकों में एक ऐसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो किरण की सारी ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में अवशोषित कर सके। तापमान में परिवर्तन को मापकर शोधकर्ता लेजर की शक्ति की गणना कर सकते हैं।
लेकिन अब तक, उत्पादन के दौरान लेजर की शक्ति को वास्तविक समय में सटीक रूप से मापने का कोई तरीका नहीं था, उदाहरण के लिए, जब लेजर किसी वस्तु को काटता या पिघलाता है। इस जानकारी के बिना, कुछ निर्माताओं को उत्पादन के बाद यह मूल्यांकन करने में अधिक समय और पैसा खर्च करना पड़ सकता है कि उनके पुर्जे उत्पादन विनिर्देशों को पूरा करते हैं या नहीं।
विकिरण दाब इस समस्या का समाधान करता है। प्रकाश का कोई द्रव्यमान नहीं होता, लेकिन उसमें संवेग होता है, जो किसी वस्तु से टकराने पर उसे बल प्रदान करता है। 1 किलोवाट (kW) लेजर किरण का बल कम होता है, लेकिन ध्यान देने योग्य होता है – लगभग रेत के एक कण के वजन के बराबर। शोधकर्ताओं ने दर्पण पर प्रकाश द्वारा लगाए गए विकिरण दाब का पता लगाकर प्रकाश शक्ति की बड़ी और छोटी मात्रा को मापने की एक क्रांतिकारी तकनीक विकसित की है। विकिरण मैनोमीटर (RPPM) उच्च शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है।प्रकाश स्रोतउच्च परिशुद्धता वाले प्रयोगशाला तराजू का उपयोग किया जाता है जिसमें 99.999% प्रकाश को परावर्तित करने में सक्षम दर्पण लगे होते हैं। जैसे ही लेजर किरण दर्पण से टकराकर वापस आती है, तराजू उसके द्वारा लगाए गए दबाव को रिकॉर्ड करता है। बल माप को फिर शक्ति माप में परिवर्तित किया जाता है।
लेजर बीम की शक्ति जितनी अधिक होगी, रिफ्लेक्टर का विस्थापन उतना ही अधिक होगा। इस विस्थापन की मात्रा का सटीक पता लगाकर वैज्ञानिक बीम की शक्ति को सटीक रूप से माप सकते हैं। इसमें शामिल तनाव बहुत कम हो सकता है। 100 किलोवाट की एक अति-शक्तिशाली बीम लगभग 68 मिलीग्राम का बल लगाती है। इससे भी कम शक्ति पर विकिरण दाब का सटीक मापन करने के लिए अत्यधिक जटिल डिज़ाइन और लगातार उन्नत इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है। अब उच्च शक्ति वाले लेजरों के लिए मूल RPPM डिज़ाइन उपलब्ध है। साथ ही, शोधकर्ताओं की टीम बीम बॉक्स नामक एक अगली पीढ़ी का उपकरण विकसित कर रही है जो सरल ऑनलाइन लेजर शक्ति मापन के माध्यम से RPPM को बेहतर बनाएगा और पता लगाने की सीमा को कम शक्ति तक विस्तारित करेगा। प्रारंभिक प्रोटोटाइप में विकसित एक अन्य तकनीक स्मार्ट मिरर है, जो मीटर के आकार को और कम करेगी और बहुत कम मात्रा में शक्ति का पता लगाने की क्षमता प्रदान करेगी। अंततः, यह सटीक विकिरण दाब मापन को रेडियो तरंगों या माइक्रोवेव बीमों द्वारा लगाए गए स्तरों तक विस्तारित करेगा, जिन्हें वर्तमान में सटीक रूप से मापने की क्षमता का गंभीर अभाव है।
उच्चतर लेज़र शक्ति को आमतौर पर बहते पानी की एक निश्चित मात्रा पर किरण डालकर और तापमान में वृद्धि का पता लगाकर मापा जाता है। इसमें शामिल टैंक बड़े हो सकते हैं और उन्हें एक जगह से दूसरी जगह ले जाना एक समस्या है। अंशांकन के लिए आमतौर पर लेज़र को एक मानक प्रयोगशाला में भेजना पड़ता है। एक और दुर्भाग्यपूर्ण कमी यह है कि जिस लेज़र किरण को मापने का काम उपकरण को करना होता है, उसी से उसे क्षति पहुँचने का खतरा रहता है। विभिन्न विकिरण दाब मॉडल इन समस्याओं को दूर कर सकते हैं और उपयोगकर्ता के स्थान पर ही सटीक शक्ति माप को संभव बना सकते हैं।