ساخت توان‌سنج‌های لیزری جدید

محققان مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری آمریکا نوعی توان‌سنج لیزری جدید ساختند. این توان‌سنج که با استفاده از فناوری‌نانو روکش‌دهی طراحی شده‌است، ضمن برخورداری از مقاومت کافی در برابر شدت تابش لیزرهای نظامی پرتوان، به راحتی می تواند توان آنها را اندازه‌گیری نمایند.

اگرچه تا به امروز دانشمندان توان‌سنج‌هایی برای اندازه‌گیری توان نور ساطع‌شده از لیزرها را ساخته‌اند؛ این توان‌سنجها بسیار بزرگ و کند بوده به‌سختی هم قابل جابه‌جایی بودند. همچنین با این ابزارها امکان اندازه‌گیری و گردآوری همزمان تمام توان پرتوهای لیزری وجود نداشت.

اخیراً محققان مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری آمریکا با حمایت نیروی هوایی ارتش آمریکا به‌نوعی فناوری جدید در اندازه‌گیری توان لیزرها دست یافتند که ضمن برخورداری از سرعت و قابلیت کاربری آسان، مشکل توان‌سنج‌های قبلی را هم ندارد. آنها به کمک این دستگاه‌های جدید (که در نیروی هوایی آمریکا مورد آزمایش قرار گرفت) توانستند نور منتشرشده از سیستم‌های لیزری ده‌کیلوواتی(که شدت نور آنها میلیون‌ها برابر نوری است که از خورشید به زمین می‌رسد) را بدون وارد شدن کمترین آسیبی به خود دستگاه، اندازه‌گیری نمایند؛ لذا به این ترتیب می‌توان حتی شدت تابش لیزرهای نظامی پرتوان (از قبیل آنچه برای منهدم کردن مین‌های خنثی‌نشده به کار می‌رود ) را هم به‌راحتی و به‌سرعت با این ابزارها اندازه‌گیری نمود.

این توان‌سنج جدید که در آن از آخرین فناوری روکش‌دهی نانولوله‌ای استفاده شده‌است، ضمن جذب مؤثر نور لیزر از پایداری بیشتری نسبت به روکش‌های عادی از قبیل کربن سیاه برخوردار بوده و آسیب‌پذیری به مراتب کمتری هم دارد. در این شیوه پرتوهای لیزر جذب یک حفره‌ی مسی مخروطی‌شکل شده، در آنجا به‌وسیله‌ی یک آینه‌ی درحال گردشی به‌طور یکنواخت ودر محدوده‌ی وسیعی پخش می‌شوند. این کار به توزیع یکنواخت حرارت به دست‌آمده از پرتوهای لیزری منجر می‌شود.

این حفره با روکشی از جنس نانولوله‌های کربنی چند‌جداره (که با اتصال‌دهنده‌ای از نوع سیلیکات پتاسیم به هم متصل شده و با یک جلیقه‌ِ آبی احاطه شده‌اند) پوشانده می‌شود. وجود این نانولوله‌های کربنی سیاه‌رنگ (با رسانش گرمایی صدها برابر روکش‌های سرامیکی آشکارسازهای کنونی) موجب جذب بیشینه‌ی پرتوهای لیزری و در نتیجه افزایش دمای آب پیرامونی می‌شود. این افزایش دما جریانی را ایجاد می‌کند که با اندازه‌گیری آن توان چشمه‌ی لیزری مورد نظر را می‌توان تعیین نمود.

محققان NIST در آزمایش‌های خود دریافتند که نانولوله‌های کربنی چند‌جداره، عملکرد بهتری نسبت به نانولوله‌های تک‌جداره دارند. این محققان در ادامه‌ی بررسی‌های خود قصد دارند ترکیبات نانولوله‌ای جدیدی را بیابند که ضمن برخورداری از دوام مناسب و بالا، قابلیت کاربری آسانی هم داشته باشند و بتوان آنها را به‌عنوان مثال به‌صورت روکش‌های رنگی براق‌کننده و محافظ که آستانه‌ِ تخریب بالاتری نسبت به روکش‌های امروزی داشته باشند، مورد استفاده قرار داد. برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی این تحقیق به مقاله‌ای که در شماره‌ی ۱۵ ژانویه‌ی ۲۰۰۹ نشریه‌ی Optics Letters چاپ شده‌است، مراجعه نمایید.