Así es como funciona:
1. Configuración: Un haz láser se dirige a un pequeño espejo unido al objeto cuyo desplazamiento desea medir. El haz reflejado se dirige a un detector sensible a la posición (PSD).
2. Amplificación de palanca: El espejo actúa como una palanca. Un pequeño desplazamiento del espejo provoca un desplazamiento mucho mayor del haz reflejado en el PSD. Esto se debe a que el ángulo de reflexión cambia con el ángulo de incidencia, y la distancia entre el espejo y el PSD magnifica este cambio.
3. óptica geométrica: La relación entre el desplazamiento del objeto y el desplazamiento del haz reflejado en el PSD se rige por una simple óptica geométrica. Si la distancia entre el espejo y el PSD es `L` y el ángulo de rotación del espejo es` θ`, entonces el desplazamiento del haz reflejado en el PSD es `2lθ`.
4. PSD Medición: El PSD detecta la posición del punto láser reflejado en su superficie. El cambio en la posición del punto es directamente proporcional al desplazamiento del objeto.
Ventajas clave de las palancas ópticas:
* Alta sensibilidad: Las palancas ópticas pueden detectar desplazamientos tan pequeños como unos pocos nanómetros.
* Medición sin contacto: El dispositivo no necesita tocar el objeto que se mide, eliminando el riesgo de afectar el movimiento del objeto.
* Versatilidad: Las palancas ópticas se pueden usar para medir una amplia gama de movimientos, incluidos desplazamientos lineales, angulares y vibratorios.
Aplicaciones:
Las palancas ópticas encuentran amplias aplicaciones en varios campos, que incluyen:
* Investigación biomédica: Medición de movimientos celulares, contracciones musculares y otros procesos biológicos.
* Nanotecnología: Estudiar el movimiento de los objetos a nanoescala, como la microscopía de fuerza atómica.
* Ciencia de los materiales: Caracterización de las propiedades mecánicas de los materiales a nivel microscópico.
* Ingeniería: Medición de vibraciones, desviaciones y otros fenómenos dinámicos en estructuras.
nota:
La sensibilidad de una palanca óptica se puede mejorar aún más utilizando un láser más potente, una distancia más larga entre el espejo y el PSD, y un PSD más preciso.
