Hier is hoe het werkt:

1. Setup: Een laserstraal wordt gericht op een kleine spiegel bevestigd aan het object waarvan de verplaatsing u wilt meten. De gereflecteerde straal wordt gericht op een positiegevoelige detector (PSD).

2. Leverversterking: De spiegel fungeert als een hendel. Een kleine verplaatsing van de spiegel veroorzaakt een veel grotere verplaatsing van de gereflecteerde balk op de PSD. Dit komt omdat de reflectiehoek verandert met de invalshoek en de afstand tussen de spiegel en de PSD deze verandering vergroot.

3. Geometrische optiek: De relatie tussen de verplaatsing van het object en de verplaatsing van de gereflecteerde balk op de PSD wordt bepaald door eenvoudige geometrische optica. Als de afstand tussen de spiegel en de PSD `l` is en de rotatiehoek van de spiegel is` θ`, dan is de verplaatsing van de gereflecteerde balk op de PSD `2Lθ '.

4. PSD -meting: De PSD detecteert de positie van de gereflecteerde laservlek op het oppervlak. De verandering in positie van de plek is recht evenredig met de verplaatsing van het object.

Belangrijkste voordelen van optische hendels:

* Hoge gevoeligheid: Optische hefbomen kunnen verplaatsingen zo klein detecteren als enkele nanometer.

* Non-contactmeting: Het apparaat hoeft niet aan te raken dat het object wordt gemeten, waardoor het risico op de beweging van het object wordt geëlimineerd.

* veelzijdigheid: Optische hefbomen kunnen worden gebruikt om een ​​breed scala aan bewegingen te meten, waaronder lineaire, hoekige en trillingsverplaatsingen.

Toepassingen:

Optische hefbomen vinden brede toepassingen op verschillende gebieden, waaronder:

* Biomedisch onderzoek: Het meten van celbewegingen, spiercontracties en andere biologische processen.

* nanotechnologie: Het bestuderen van de beweging van objecten op nanoschaal, zoals atomaire krachtmicroscopie.

* Materialenwetenschap: Karakteriseren van de mechanische eigenschappen van materialen op microscopisch niveau.

* Engineering: Het meten van trillingen, deflecties en andere dynamische fenomenen in structuren.

Opmerking:

De gevoeligheid van een optische hendel kan verder worden verbeterd door een krachtigere laser, een langere afstand tussen de spiegel en de PSD en een meer precieze PSD te gebruiken.