Så här fungerar det:
1. Setup: En laserstråle riktas mot en liten spegel fäst vid objektet vars förskjutning du vill mäta. Den reflekterade strålen riktas mot en positionskänslig detektor (PSD).
2. spakamplifiering: Spegeln fungerar som en spak. En liten förskjutning av spegeln orsakar en mycket större förskjutning av den reflekterade strålen på PSD. Detta beror på att reflektionsvinkeln förändras med infallsvinkeln och avståndet mellan spegeln och PSD förstärker denna förändring.
3. geometrisk optik: Förhållandet mellan förflyttningen av objektet och förskjutningen av den reflekterade strålen på PSD styrs av enkel geometrisk optik. Om avståndet mellan spegeln och PSD är `l` och spegelns rotationsvinkel är` θ ', är förskjutningen av den reflekterade strålen på PSD `2lθ'.
4. PSD -mätning: PSD upptäcker positionen för den reflekterade laserfläcken på ytan. Förändringen i platsen är direkt proportionell mot objektets förskjutning.
Nyckelfördelar med optiska spakar:
* Hög känslighet: Optiska spakar kan upptäcka förskjutningar så små som ett fåtal nanometer.
* Icke-kontaktmätning: Enheten behöver inte beröra objektet som mäts, vilket eliminerar risken för att påverka objektets rörelse.
* mångsidighet: Optiska spakar kan användas för att mäta ett brett utbud av rörelser, inklusive linjära, vinkel- och vibrationsförskjutningar.
Applikationer:
Optiska spakar hittar breda applikationer inom olika områden, inklusive:
* Biomedical Research: Mätning av cellrörelser, muskelkontraktioner och andra biologiska processer.
* nanoteknologi: Studera rörelsen hos nanoskalaföremål, som atomkraftsmikroskopi.
* Materialvetenskap: Karakterisering av de mekaniska egenskaperna hos material på mikroskopisk nivå.
* Engineering: Mätning av vibrationer, avböjningar och andra dynamiska fenomen i strukturer.
Obs:
Känsligheten för en optisk spak kan förbättras ytterligare genom att använda en mer kraftfull laser, ett längre avstånd mellan spegeln och PSD och en mer exakt PSD.
