Лазерная указка как работает – Лазерная Указка, Green Laser — Самый Мощный из Современных, Какая Длина Волны, Устройство Указателя, Как Генерируется Луч, Как Запрещено Использовать

Содержание

Как работает лазерная указка? Устройство лазерной указки.

Лазерная указка — это портативный прибор, в котором присутствует излучатель, генерирующий когерентные и монохроматические электромагнитные волны видимого диапазона в виде луча. В качестве излучателя может использоваться лазерный диод (конструкция намного проще) или полноценный твердотельный лазер (конструкция сложнее).

Существует несколько типов лазерных указок, которые отличаются цветом и соответственно типом излучателя:

  • Красные
  • Зеленые
  • Синие
  • Бирюзовые
  • Голубые
  • Фиолетовые
  • Желтые
  • Оранжевые

Как работает лазерная указка?

Красные лазерные указки

Самые дешевые и поэтому самые распространенные. Работают от обычной таблеточной батарейки. Эта указка работает на основе красного лазерного диода, спектр излучений которого 650-660 нм. Кроме диода в указке установлена драйверная плата, которая управляет питанием. Чтобы излучение распространялось в виде узконаправленного луча используется выпуклая с обеих сторон (или плоско-выпуклая, плоской стороной к диоду) линза. Такая линза называется коллиматором.

Мощность красных лазерных указок как правило небольшая и для большинства экземпляров, встречаемых в продаже составляет 1-100 мВт. Неприятная особенность указок на основе красных лазерных диодов — эти диоды быстро «выгорают», что приводит к снижению интенсивности излучения. Поэтому любая указка такого типа через несколько месяцев использования светит намного хуже новой, независимо от заряда батарейки.

Зеленые лазерные указки

В дневное время человеческий глаз намного чувствительное к зеленому цвету чем к красному (примерно в 6-10 раз). Поэтому зеленые указки светят значительно ярче. Правда ночью это соотношение меняется и здесь уже зеленые указки не имеют такого преимущества в яркости лазера перед красными.

Поскольку зеленые лазерные диоды очень дорогие, для создания зеленых лазерных указок используются твердотельные лазеры с диодной начинкой (DPSS). Они дешевле зеленых лазерных диодов, хотя и дороже красных. Длина волны зеленой лазерной указки — 532 нм, коэффициент полезного действия — примерно 20% (выше чем у красной). Зеленые указки более энергозатратные чем их красные сородичи. Поэтому достаточно сложно купить подобный агрегат, питающийся от таблеточной батарейки.

Синие лазерные указки

Выпускаются не так давно (с 2006 года), принцип работы схож с зелеными. Длины волны — 473 нм для бирюзового цвета, 445 — для синего цвета. Также есть голубые указки с длиной волны 490 нм. Так же как и в зеленых, в качестве излучателя используется твердотельный лазер, хотя есть модели на синих лазерных диодах (445 нм). Синие лазеры очень дорогие, диоды дешевле, но они пока мало распространены. Излучение синих лазерных указок очень опасно для глаза, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с ними. КПД низкий и составляет примерно 3%.

Желтые лазерные указки

Длина волны излучения желтых указок — 593.5 нм. Существуют также их оранжевые «братья» с длиной волны излучения 635 нм. По воздействию на человеческий глаз желтый цвет близок к красному, т.е. намного безопаснее синего и зеленого. КПД желтых указок очень низкий и едва превышает 1%.

Фиолетовые лазерные указки

В этих указках используются фиолетовые лазерные диоды с длиной волны 400-410 нм. Эта цифра находятся возле предела диапазона, воспринимаемого человеческим глазом, поэтому свет от фиолетовой указки кажется весьма тусклым. Тем не менее не стоит светить фиолетовой указкой (как и любой другой) в глаза, поскольку это вредно для них в любом случае.

Свет фиолетовой указки способен вызвать флюоресценцию, во время которой яркость светящихся предметов намного выше чем у самого лазера. Серийное производство лазерных указок началось после появления приводов для оптических носителей Blu-ray, поскольку в них использовались лазерные диоды с длиной волны излучения 405 нм.

Устройство лазерной указки, видео

askpoint.org

Как работает лазерная указка? Принцип работы лазерной указки

Лазерные указки давно и прочно вошли в нашу жизнь. Их используют не только в школах и институтах, но и в обучающих центрах для будущих моряков, летчиков и космонавтов. Ведь для того, чтобы показать что-то на доске размером с поле для мини-гольфа, никакой указкой, кроме как лазерной, воспользоваться не удастся.

Также лазерные указки используются в военных операциях для подачи сигналов. На их основе работают коллиматоры-прицелы. Все, наверное, помнят фильмы-боевики и наведенную на лоб жертвы красную точку — это и есть лазерная указка-прицел. Военные указки настраиваются специально для подачи особых команд и напоминают больше лазерный снаряд, чем указку.

Как действует лазерная указка?

Принцип действия лазерной указки следующий: инфракрасный светодиод генерирует непрерывный луч с длиной волны около 808 нанометров, который проходит через линзу и попадает на кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия. Там он преобразуется в луч с длиной волны уже 1064 нанометров.


Лазерные указки применяются не только в быту, но и в военном деле

Далее луч проходит через следующий кристалл – калиево-титаново-фосфорный. Там невидимое человеческому глазу излучение преобразуется в луч с длиной волны 532-670 нанометров. Затем с помощью инфракрасного фильтра и линзы, концентрирующей излучение в пучок, выходит лазерный луч-указка.

Особенности лазерных указок

Наверное, многие слышали, что светить указкой в глаза небезопасно. Так и есть — если луч лазерной указки направлен фронтально в глаз человеку или животному, то за несколько секунд он необратимо повредит отдельные клетки сетчатки глаза. При этом указкой можно сколько угодно светить на кожу или одежду – ничего плохого не случится. Помните:

  • Лазерные указки рассчитаны на длительный срок работы – до 50 000 часов. Хотя, конечно, китайские дешевые указки очень быстро выходят из строя. Если вы купили лазерное чудо за копейки, не надейтесь, что сможете долго им пользоваться. Детские разовые указки в виде брелоков и фонариков можно использовать в школе и для игры с кошкой.
  • Если вам нужна хорошая лазерная указка на длительное время, нужно покупать ту, которая имеет аккумулятор и может заряжаться от сети. Указки на батарейках считаются менее надежными, а аккумуляторные указки могут работать 12 часов без перерыва.

Миф о лазерных указках

Главный слух о лазерных указках – их эффективность в тумане. Увы, но при тумане, моросящем дожде, снегопаде или ярком солнце лазерная указка абсолютно бесполезна – луча не видно вообще. Но в аудиториях, в полутемных и темных презентационных залах лазерная указка способна «пробивать» расстояние до 1.12 км.

Это касается только указки с красным лучом, которые обладают мощностью не более 20 мВт. Указки с зеленым лучом имеют мощность до 1 Вт, а с синим – до 3 Вт. Но они считаются слишком дорогими для бытового использования и потому используются только в особых нуждах.

slygod.com

Как работает лазерная указка? Ответы на любые вопросы.

Лазерная указка — это портативный прибор, в котором присутствует излучатель, генерирующий когерентные и монохроматические электромагнитные волны видимого диапазона в виде луча. В качестве излучателя может использоваться лазерный диод (конструкция намного проще) или полноценный твердотельный лазер (конструкция сложнее).

Существует несколько типов лазерных указок, которые отличаются цветом и соответственно типом излучателя:

  • Красные
  • Зеленые
  • Синие
  • Бирюзовые
  • Голубые
  • Фиолетовые
  • Желтые
  • Оранжевые

Как работает лазерная указка?

Красные лазерные указки

Самые дешевые и поэтому самые распространенные. Работают от обычной таблеточной батарейки. Эта указка работает на основе красного лазерного диода, спектр излучений которого 650-660 нм. Кроме диода в указке установлена драйверная плата, которая управляет питанием. Чтобы излучение распространялось в виде узконаправленного луча используется выпуклая с обеих сторон (или плоско-выпуклая, плоской стороной к диоду) линза. Такая линза называется коллиматором.

Мощность красных лазерных указок как правило небольшая и для большинства экземпляров, встречаемых в продаже составляет 1-100 мВт. Неприятная особенность указок на основе красных лазерных диодов — эти диоды быстро «выгорают», что приводит к снижению интенсивности излучения. Поэтому любая указка такого типа через несколько месяцев использования светит намного хуже новой, независимо от заряда батарейки.

Зеленые лазерные указки

В дневное время человеческий глаз намного чувствительное к зеленому цвету чем к красному (примерно в 6-10 раз). Поэтому зеленые указки светят значительно ярче. Правда ночью это соотношение меняется и здесь уже зеленые указки не имеют такого преимущества в яркости лазера перед красными.

Поскольку зеленые лазерные диоды очень дорогие, для создания зеленых лазерных указок используются твердотельные лазеры с диодной начинкой (DPSS). Они дешевле зеленых лазерных диодов, хотя и дороже красных. Длина волны зеленой лазерной указки — 532 нм, коэффициент полезного действия — примерно 20% (выше чем у красной). Зеленые указки более энергозатратные чем их красные сородичи. Поэтому достаточно сложно купить подобный агрегат, питающийся от таблеточной батарейки.

Синие лазерные указки

Выпускаются не так давно (с 2006 года), принцип работы схож с зелеными. Длины волны — 473 нм для бирюзового цвета, 445 — для синего цвета. Также есть голубые указки с длиной волны 490 нм. Так же как и в зеленых, в качестве излучателя используется твердотельный лазер, хотя есть модели на синих лазерных диодах (445 нм). Синие лазеры очень дорогие, диоды дешевле, но они пока мало распространены. Излучение синих лазерных указок очень опасно для глаза, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с ними. КПД низкий и составляет примерно 3%.

Желтые лазерные указки

Длина волны излучения желтых указок — 593.5 нм. Существуют также их оранжевые «братья» с длиной волны излучения 635 нм. По воздействию на человеческий глаз желтый цвет близок к красному, т.е. намного безопаснее синего и зеленого. КПД желтых указок очень низкий и едва превышает 1%.

Фиолетовые лазерные указки

В этих указках используются фиолетовые лазерные диоды с длиной волны 400-410 нм. Эта цифра находятся возле предела диапазона, воспринимаемого человеческим глазом, поэтому свет от фиолетовой указки кажется весьма тусклым. Тем не менее не стоит светить фиолетовой указкой (как и любой другой) в глаза, поскольку это вредно для них в любом случае.

Свет фиолетовой указки способен вызвать флюоресценцию, во время которой яркость светящихся предметов намного выше чем у самого лазера. Серийное производство лазерных указок началось после появления приводов для оптических носителей Blu-ray, поскольку в них использовались лазерные диоды с длиной волны излучения 405 нм.

Если вам понравилась статья, расскажите о ней друзьям!

askpoint.org

Лазерная указка — это… Что такое Лазерная указка?

Лазерная указка — портативный генератор когерентных и монохроматических электромагнитных волн видимого диапазона в виде узконаправленного луча. В большинстве случаев изготавливается на основе красного лазерного диода, который излучает в диапазоне 635—670 нм. Из-за того, что диод излучает ненаправленно, значительная часть излучения падает на внутренние стенки корпуса и поглощается. В связи с этим КПД лазерной указки низкий. Для организации излучения в узконаправленный луч, как правило используется двояковыпуклая линза-коллиматор. Однако при качественной фокусировке луча (которую можно произвести самостоятельно подкручивая прижимную гайку линзы), указку можно использовать для проведения опытов с лазерным лучом (например, для изучения интерференции). Мощность наиболее распространенных лазерных указок 0,1-50 мВт, в продаже имеются и более мощные до 2000 мВт. В большинстве из них лазерный диод не закрыт, поэтому разбирать их надо крайне осторожно. Со временем открытый лазерный диод «выгорает», из-за чего его мощность падает. Со временем подобная указка практически перестанет светить, вне зависимости от уровня заряда батарейки. Зелёные лазерные указки имеют сложное строение и больше напоминают по устройству настоящие лазеры.

Лазерная указка

  • Laser Pointer
  • Лазерная указка

  • Лазерная точка

Типы лазерных указок

Ранние модели лазерных указок использовали гелий-неоновые (HeNe) газовые лазеры и излучали в диапазоне 633 нм. Они имели мощность не более 1 мВт и были очень дорогими. Сейчас лазерные указки, как правило, используют менее дорогие красные диоды с длиной волны 650—670 нм. Указки чуть подороже используют оранжево-красные диоды с λ=635 нм, которые делают их более яркими для глаз, так как человеческий глаз видит свет с λ=635 нм лучше, чем свет с λ=670 нм. Производятся и лазерные указки других цветов; например, зеленая указка с λ=532 нм — хорошая альтернатива красной с λ=635 нм, поскольку человеческий глаз приблизительно в 6 раз чувствительнее к зелёному свету по сравнению с красным. В последнее время набирают популярность жёлто-оранжевые указки с λ=593,5 нм и синие лазерные указки с λ=473 нм.

Красные лазерные указки

Самый распространенный тип лазерных указок. В этих указках используется лазерные диоды с коллиматором. Мощность варьируется приблизительно от одного милливатта до ватта. Маломощные указки в форм-факторе брелока питаются от маленьких батареек-«таблеток» и на сегодняшний день (апрель 2012 г.) стоят порядка 1$. Мощные красные указки — одни из самых дешевых по соотношению цена/мощность. Так, фокусируемая лазерная указка мощностью 200мВт, способная зажигать хорошо поглощающие излучение материалы (спички, изоленту, тёмную пластмассу и т. д.), стоит порядка 20-30$. Длина волны — примерно 650 нм.

Более редкие красные лазерные указки используют Твердотельный лазер c диодной накачкой (diode-pumped solid-state, DPSS) и работают на длине волны 671 нм.

Зеленые лазерные указки

Устройство зеленой лазерной указки типа DPSS, длина волны 532nm.

Луч лазерной указки 100мВт, направленный в ночное небо.

Зеленые лазерные указки начали продаваться в 2000 году. Самый распространенный тип твердотельных с диодной накачкой (DPSS) лазеров. Лазерные диоды зелёного цвета не производятся, поэтому используется другая схема. Устройство намного сложнее, чем у обычных красных указок, и зелёный свет получают довольно громоздким способом.

Сначала мощным (обычно >100 мВт[источник не указан 508 дней]) инфракрасным лазерным диодом с λ=808 нм накачивается кристалл ортованадата иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVO4), где излучение преобразуется в 1064 нм. Потом, проходя через кристалл титанила-фосфата калия (KTiOPO4, сокр. KTP), частота излучения удваивается (1064 нм → 532нм) и получается видимый зелёный свет. КПД схемы около 20 %, большая часть приходится на комбинацию 808 и 1064 нм ИК. На мощных указках >50 мВт нужно устанавливать инфракрасный фильтр (IR-фильтр[1]), чтобы убрать остатки ИК-излучения и избежать повреждения зрения. Также стоит отметить высокую энергозатратность зелёных лазеров — в большинстве используются две AA/AAA/CR123 батареи.

473 нм (бирюзовый цвет)

Данные лазерные указки появились в 2006 году и имеют схожий с зелёными лазерными указками принцип работы. 473 нм свет обычно получают путем удвоения частоты 946 нм лазерного излучения. Для получения 946 нм используется кристалл алюмо-иттриевого граната с добавками неодима (Nd:YAG).

445 нм (синий цвет)

В этих лазерных указках свет излучается мощным синим лазерным диодом. Большинство подобных указок относится к 4-му классу лазерной опасности и представляет очень серьёзную опасность для глаз и кожи. Своё активное распространение начали в связи с выпуском компанией Casio проекторов[2], использующих вместо привычных ламп мощные лазерные диоды.

Фиолетовые лазерные указки

Свет в фиолетовых указках генерируется лазерным диодом, излучающим луч с длиной волны 405 нм. Длина волны 405 нм находится на границе диапазона, воспринимаемого человеческим зрением и поэтому лазерное излучение таких указок кажется тусклым. Однако, свет указки вызывает флюоресценцию некоторых предметов, на которые он направлен, яркость которой для глаза выше, чем яркость самого лазера.

Фиолетовые лазерные указки появились сразу после появления Blu-ray-приводов, в связи с началом массового производства лазерных диодов на 405 нм.

Жёлтые лазерные указки

В жёлтых лазерных указках используется DPSS лазер, излучающий одновременно две линии: 1064 нм и 1342 нм. Это излучение попадает в нелинейный кристалл, который поглощает фотоны этих двух линий и излучает фотоны 593,5 нм (суммарная энергия 1064 и 1342 нм фотонов равна энергии фотона 593,5 нм). КПД таких жёлтых лазеров составляет около 1 %.

Использование лазерных указок

  • Лазерные указки обычно используются в образовательных учреждениях и на бизнес-презентациях вместо обычных указок. Бывают встроены в ПДУ проекторов или компьютерные ПДУ для презентаций. Красные лазерные указки могут использоваться в помещениях и вечером на открытых пространствах. Зеленые лазерные указки могут использоваться в тех же условиях, но они, в отличие от красных, хорошо видны на улице днем и на дальних расстояниях. Единственным недостатком лазерных указок при указывании на цель являются рывки точки, так как человеческая рука не может долго находиться в неподвижном состоянии из-за тремора. В будущих моделях некоторых лазерных указок планируется внедрить стабилизацию точки[источник не указан 1318 дней], сейчас же возможным решением проблемы является использование подходящих кондукторов.
  • Световое пятно, образуемое лазерной указкой, привлекает кошек, собак и других домашних животных, вызывая сильное стремление поймать его, что нередко используется людьми в играх с этими домашними животными. Не следует забывать, что луч лазерной указки, направленный в глаза человека или животного, может повредить сетчатку.
  • Зелёные лазерные указки могут использоваться для любительской астрономии. В безлунную ночь луч зелёной лазерной указки может использоваться для указывания на звезды и созвездия.
  • Точно установленная лазерная указка может использоваться как лазерный прицел, чтобы нацелить огнестрельное или пневматическое оружие.
  • Лазерные указки используют в своих конструкциях радиолюбители, в качестве элемента связи в пределах видимости.
  • Указка со снятым коллиматором используется в любительской голографии. Это единственное известное применение лазера в быту, где используется именно наиболее ценное свойство лазера, в корне отличающее его от светодиода — когерентность излучения.

Безопасность

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обычные лазерные указки имеют мощность 1-5 мВт и относятся к классу опасности 2 — 3А и могут представлять опасность, если направлять луч в человеческий глаз достаточно продолжительное время или через оптические приборы. Лазерные указки мощностью 50-300 мВт относятся к классу 3B и способны причинить сильные повреждения сетчатке глаза даже при кратковременном попадании прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого.

В лучшем случае лазерные указки оказывают только раздражающее воздействие. Но последствия будут опасными, если луч попадает в чей-то глаз или направлен в водителя или пилота и может отвлечь их или даже ослепить. Если это приведёт к аварии, то повлечёт за собой уголовную ответственность.

Всё более многочисленные «лазерные инциденты» вызывают в России, Канаде, США и Великобритании требования ограничить или запретить лазерные указки. Уже сейчас в Новом Южном Уэльсе предусмотрен штраф за обладание лазерной указкой, а за «лазерное нападение» — срок лишения свободы до 14 лет.

Также важно учесть, что у большинства дешёвых китайских лазеров, работающие по принципу накачки (то есть зелёные, жёлтые и оранжевые) отсутствует ИК-фильтр ради соображения экономии, и такие лазеры фактически представляют большую опасность для органов зрения, чем заявлено производителями.

Примечания

  1. Обычно представляет собой голубоватую стеклянную пластинку размером 3×3×1 мм.
  2. http://www.laserpointersafety.com/rules-general/lawsuggestions/lawsuggestions.html » it was not affordable by most persons. But Casio Green Slim projectors sell for around USD $800. Thus, the harvested diodes cost 800/24 or just $34 each. … On June 9, 2010, Wicked Lasers began using harvested Casio diodes to make their Spyder III «

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

Лазерная Указка, Green Laser — Самый Мощный из Современных, Какая Длина Волны, Устройство Указателя, Как Генерируется Луч, Как Запрещено Использовать

Лазерные указки являются портативными приборами, в которых имеются излучатели, генерирующие волны электромагнитного когерентного и монохроматического происхождения в видимом диапазоне в лучевой форме. Излучателями могут выступать лазерные диоды, либо полноценные твердотельные лазеры.

Имеется несколько видов лазерных указок, которые отличаются типами излучателей и бывают таких цветов:

  • Красных;
  • Зеленых;
  • Синих;
  • Бирюзовых;
  • Голубых;
  • Фиолетовых;
  • Желтых;
  • Оранжевых.

ЛУ красного цвета

Эти ЛУ являются самыми дешевыми и самыми распространенными. Работают от обычной батареи таблеточного типа, на базе красных лазерных диодов со спектром излучения 650-660 нм. Они оснащены драйверными платами, управляющими питанием. Для излучения в форме узкого луча используются выпуклые с обеих сторон линзы, называемые коллиматорами.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о