Национальный институт стандартов и технологий (NIST) запустил новую службу калибровки мощных лазеров, которые используются производителями для таких применений, как резка и лазерная сварка металлов, а также военными для более специализированных приложений, таких как обезвреживание неразорвавшейся земли. мины.
NIST - единственный национальный метрологический институт в мире, предлагающий калибровку для лазерной мощности и измерителей мощности свыше 1,5 киловатт (кВт). Новая услуга предлагается для уровней мощности до 10 кВт. Свет, сфокусированный от лазера мощностью 10 кВт, более чем в миллион раз интенсивнее солнечного света, достигающего Земли.
NIST недавно завершил свою первую калибровку высокой мощности для коммерческого измерителя мощности лазера 5 кВт. Погрешность измерения составляла около одного процента по двум стандартным отклонениям - точность и порог прецизионности, необходимые для военных и передовых производственных приложений. «Такой уровень неопределенности на уровне нескольких киловатт беспрецедентен», - говорит руководитель калибровки Джош Хадлер. Выходная мощность лазера должна быть точно известна, чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу практически во всех приложениях на этих уровнях мощности.
Чтобы создать новую услугу, сотрудники NIST купили волоконный лазер мощностью 10 кВт и тщательно отремонтировали лабораторию, чтобы соответствовать требованиям к электричеству и добавить соответствующие меры безопасности, такие как стены с высокой устойчивостью к повреждениям, а также специальную оптику и средства управления лучом для лазера. Операторы наблюдают за работающим лазером из-за защитного барьера, используя многокамерную систему для наблюдения и управления. Лазерный свет поглощается обычным калориметром, окруженным и охлаждаемым проточной водой. Персонал измеряет разницу температур между входящей и исходящей водой и использует это значение для расчета мощности лазера.
Помимо калибровок, NIST планирует использовать новое оборудование для исследования фундаментальных физических процессов, происходящих во время лазерной сварки, что зачастую дешевле и опаснее, чем сопоставимые традиционные методы сварки. Исследование может помочь преодолеть технические проблемы, такие как сварка материалов, которые не похожи друг на друга или имеют разную толщину, потенциально способствуя расширению использования этой технологии и экономии денег для производителей из США. Возможность соединения разнородных материалов с очень разными свойствами поможет преодолеть давние конструктивные и финансовые препятствия, связанные со сваркой.
По словам руководителя проекта Пола Уильямса, NIST разрабатывает более быстрые и портативные измерители мощности лазера для использования с киловаттными лазерами, которые в конечном итоге могут быть использованы в качестве стандартов передачи для новой услуги. Эти нововведения могут позволить выполнять калиброванные NIST измерения мощных лазеров в коммерческих лабораториях или национальных метрологических лабораториях в других странах.
NIST разрабатывает и использует лазерные измерительные инструменты с 1960-х годов. Лазерные калибровки NIST ежегодно приносят пользу сотням пользователей приборов, коммерческой и военной продукции, а также сотням вторичных пользователей, помогая улучшить производственные процессы и производительность продукции, а также сэкономить деньги.
