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NIST提出了光功率的新定义

发布:laserpulse    |    2020-01-15 23:36    阅读:1150
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美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员寻求为光功率的标准单位光瓦开发一个更精确的定义。 NIST研究表明,当前的定义不是基于与电加热进行比较,而是可以根据光的辐射力和速度来确定光功率。物理学家保罗·威廉姆斯说:“我们正在进行研究,以使辐射压力方法能够对世界上的激光功率进行最精确的测量。”为了以常规方式测量光功率,科学家将激光对准涂层探测器,测量探测器的温度变化,然后确定产生等量热量所需的电功率。NIST用这种方法测量光功率的设备很大,而且不便于携带。使用新方法,可以通过将激光功率与参考质量上的重力或等效力进行比较来测量激光功率。NIST开发了一种测量激光力或光子流施加在镜子上推力的技术。NIST小组说,结果以毫克(质量)或微牛顿(力)为单位,可以追溯到国际公制单位(SI)的基本单位千克。质量计算需要了解重力在特定高度和位置使物体加速的确切数值。不需要计算力,因此更易于用作主要标准。

根据NIST科学家的说法,光功率的新定义可能是:一瓦的光功率是在从一面完美的镜子正常反射时产生的力,其大小(以牛顿为单位)等于2除以光速; 一牛顿的力是当光功率(以瓦特为单位)的大小等于光速除以2时所产生的力,该光功率通常从反射镜反射。NIST科学家通过将使用这种方法的结果与使用常规方法的结果进行比较,确定了质量/力方法的有效性。研究人员认为,这种新方法具有许多优势,特别是参考质量形式的便携式标准品以及提高精度的潜力。

光功率比较。 由N. Hanacek / NIST提供

质量/力方法可能对制造和军事中使用的高功率激光器特别有用,因为它比常规方法更简单、更快,成本更低且更易于携带。这项研究是在NIST激光功率测量和校准服务的背景下完成的,可以测量的光功率范围从每秒几光子的极低光强度到每秒发射1023光子的100千瓦激光器。基于基本常数定义测量单位的主要标准(例如为光功率提出的新测量标准)与SI的最新重新定义保持同步,SI根据自然的不变特性提供了更可靠的测量。

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