Uma alavanca óptica é um dispositivo que usa o reflexo da luz para medir pequenos deslocamentos. Funciona com o princípio da amplificação da alavanca e óptica geométrica .

Aqui está como funciona:

1. Configuração: Um feixe de laser é direcionado para um pequeno espelho preso ao objeto cujo deslocamento você deseja medir. O feixe refletido é direcionado para um detector sensível à posição (PSD).

2. amplificação da alavanca: O espelho atua como uma alavanca. Um pequeno deslocamento do espelho causa um deslocamento muito maior do feixe refletido no PSD. Isso ocorre porque o ângulo de reflexão muda com o ângulo de incidência e a distância entre o espelho e o PSD amplia essa mudança.

3. óptica geométrica: A relação entre o deslocamento do objeto e o deslocamento do feixe refletido no PSD é governado pela óptica geométrica simples. Se a distância entre o espelho e o psd for `l` e o ângulo de rotação do espelho for` θ`, então o deslocamento do feixe refletido no psd é `2lθ`.

4. PSD Medição: O PSD detecta a posição do ponto de laser refletido em sua superfície. A mudança na posição do local é diretamente proporcional ao deslocamento do objeto.

Vantagens -chave das alavancas ópticas:

* Alta sensibilidade: As alavancas ópticas podem detectar deslocamentos tão pequenos quanto alguns nanômetros.
* Medição sem contato: O dispositivo não precisa tocar no objeto que está sendo medido, eliminando o risco de afetar o movimento do objeto.
* Versatilidade: As alavancas ópticas podem ser usadas para medir uma ampla gama de movimentos, incluindo deslocamentos linear, angular e vibracional.

Aplicações:

As alavancas ópticas encontram aplicações amplas em vários campos, incluindo:

* Pesquisa biomédica: Medição de movimentos celulares, contrações musculares e outros processos biológicos.
* Nanotecnologia: Estudando o movimento de objetos em nanoescala, como microscopia de força atômica.
* Ciência dos materiais: Caracterizando as propriedades mecânicas dos materiais em nível microscópico.
* Engenharia: Medir vibrações, deflexões e outros fenômenos dinâmicos em estruturas.

Nota:

A sensibilidade de uma alavanca óptica pode ser aprimorada ainda mais usando um laser mais poderoso, uma distância mais longa entre o espelho e o PSD e um PSD mais preciso.