Multipass-Laserstrahl

Präzisionsgenerierung und Messung kleiner statischer und dynamischer Kräfte mittels Strahlungsdruck eines Multipass-Laserstrahls

Ansprechpartner

Dr. Suren Vasilyan
Fachgebiet Prozessmesstechnik

Telefon: +49 3677 69-2452
e-mail: suren.vasilyan@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: VA 1213/2-1

beteiligte Fachgebiete: Prozessmesstechnik

Laufzeit: 01.05.2019 - 30.04.2021

Projektinformation

Suren Vasilyan
Photon Momentum erzeugte kleine Kräfte. Optische Anordnung einer typischen makroskopische Kavität für die Erkennung, Messung und Kalibrierung der Kräfte im Nano- und Pikonewton-bereich durch den Strahlungsdruckeffekt des mehrfach reflektierten Laserlichts

Die Kraftmesstechnik, Optomechanik und eine Vielzahl von Experimenten zur Quantenbewegung basieren auf einer genauen und präzisen Messung der wirkenden Kräfte. Durch Nutzung des Impulses von absorbierten und re-emittierten Photonen  eines Laserfeldes ist es möglich, Kalibrierkräfte zu erzeugen, die direkt auf das internationale Einheitensystem (SI) rückführbar sind. In diesem Projekt schlagen wir eine Methode vor, bei der die effektive Nutzung des Photonenimpulses durch Mehrfachreflexion eines Laserstrahls erweitert wird. Wir stellen einen Vergleich von grundlegenden theoretischen Berechnungen mit vorbereitenden Messungen an, die sich auf einen speziellen Fall der geometrischen und experimentellen Anordnung beziehen, welche eine Steigerung  der durch den Photonenimpuls erzeugen Kräfte von einigen hundert pN auf den sub-µN Bereich zum Ziel hat. Das Ziel des Projektes ist eine systematische, theoretische, sowie experimentelle Untersuchung der Möglichkeiten zur Nutzung  des quantenmechanischen Ansatzes zur Erzeugung von Kräften und deren Messung durch zu Hilfenahme klassischer mechanischer Prinzipien/Systeme. Ebenfalls sollen die grundlegenden physikalischen Grenzen dieses Ansatzes, sowie andere konkurrierende Effekte, die in messtechnischen Anwendungen stets als Ursache von Abweichungen gelten, im Detail untersucht werden. Neben den praktischen Perspektiven die sich aus der Anwendung dieses Verfahrens für präzise Kraftkalibrierungen ergeben, wird ebenso die Verwendung des Verfahrens zur Kalibrierung der Leistung von Laserquellen vorgeschlagen.