美國研發(fā)出高精度激光功率檢測(cè)儀

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摘要：據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)網(wǎng)站日前報(bào)道，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院利用世界最黑材料——森林狀多壁碳納米管作涂層，研制出一種激光功率檢測(cè)器，可用于光通訊、激光制造、太陽能轉(zhuǎn)換以及工業(yè)和衛(wèi)星運(yùn)載傳感器等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的高     據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)網(wǎng)站日前報(bào)道，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院利用世界最黑材料——森林狀多壁碳納米管作涂層，研制出一種激光功率檢測(cè)器，可用于光通訊、激光制造、太陽能轉(zhuǎn)換以及工業(yè)和衛(wèi)星運(yùn)載傳感器等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的高精度激光功率測(cè)量。研究論文發(fā)表在最新的《納米快報(bào)》上。

    這種新型檢測(cè)器幾乎不會(huì)反射可見光。在波長從400納米的深紫，到4微米的近紅外線波段，反射少于0.1%，在4微米—14微米的紅外光譜中，反射少于1%。這和倫斯勒理工學(xué)院2008年報(bào)告的超黑材料相似。2009年一個(gè)日本團(tuán)隊(duì)也有類似研究。

    正是受到倫斯勒理工學(xué)院的研究論文《世界最黑人造材料》的啟發(fā)，國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院的科研人員對(duì)精細(xì)碳納米管進(jìn)行了較為稀疏的排列，把它作為一種熱檢測(cè)器的涂層，制成了用于測(cè)量激光功率的設(shè)備。碳納米管是熱的良導(dǎo)體，提供了一種理想的熱量檢測(cè)器涂層。雖然鎳磷合金在某些波段能反射更少的光，但不能導(dǎo)熱。

    紐約石溪大學(xué)的合作研究人員在一種熱電材料鉭酸鋰上，生長出了碳納米管涂層，涂層吸收激光轉(zhuǎn)換成熱量，溫度上升產(chǎn)生了電流，通過測(cè)量電流大小能確定激光的功率。涂層越黑，光吸收的效果越好，測(cè)量結(jié)果就越精確。其獨(dú)特之處在于，納米管是生長在熱電材料上，而其它研究中是生長在硅材料上。

    國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院用過各種各樣的材料來做檢測(cè)器涂層，包括扁平狀的單壁納米管。最新的涂層是一種豎直的森林狀多壁納米管，每根細(xì)管直徑小于10納米，長約160微米，深管有助于吸收隨機(jī)散射光和任何方向的反射光。

    由于技術(shù)上要求檢測(cè)器能測(cè)量的反射光譜更加廣泛，國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院用了5種不同的方法花了數(shù)百小時(shí)來測(cè)量越來越弱的反射光，結(jié)果精確度都能達(dá)到要求。研究人員計(jì)劃將設(shè)備的刻度運(yùn)行范圍擴(kuò)展到50微米甚至100微米波長，這或許可為太赫茲射線功率測(cè)量提供一種標(biāo)準(zhǔn)。