Kako radi laserski pokazivač. Laserski pokazivač je efikasan signalni uređaj, igračka, šaljivi suvenir


Pokazivači se koriste za nastavu, industriju i zabavu. Pokazivači mogu biti baterije i uređaji s poluprovodničkim laserima unutra. Cijena i snaga laserskih pokazivača razlikuju se ovisno o boji.

Pokazivač crvenog svjetla

Crveni laserski pokazivači su najjeftiniji u proizvodnji, jer spektar boja ne zahtijeva potrošnju energije i ima sljedeće karakteristike:

  • baterija - obične baterije;
  • snaga takvog snopa kreće se od 1 do 100 mW;
  • vijek trajanja takvih proizvoda ne prelazi 1-2 godine.

S vremenom se valna duljina crvenog lasera smanjuje, zraci gube snagu zbog smanjenja faktora sigurnosti baterijskih ćelija ili zbog izgaranja dioda.


Crveni laseri

Zeleni laserski pokazivači

Ljudsko oko više percipira uređaje opremljene zelenom bojom od svih ostalih, međutim, ovo pravilo je primjenjivo samo tokom dana, noću se zelena boja lošije percipira.

Laser sa zelenim snopom ima sljedeće karakteristike:

  • osnova za upotrebu - solid-state laseri opremljeni diodama;
  • faktor efikasnosti - 20% nazivne snage;
  • napajanje - gumb baterija;
  • početak proizvodnje - 2006. zajedno sa ostalim elementima u boji;
  • talasna dužina zelenog lasera je 532 nm.

Plavi laserski pokazivač

Plavi laserski pokazivači imaju princip upravljanja i rada sličan zelenim. Takvi pokazivači imaju sljedeće karakteristike:

  • dužina snopa - varira ovisno o nijansi i iznosi 445 nm za svijetlo plavu, 473 nm za tamnu (tirkiznu) i 490 nm za plavu;
  • vjerojatna šteta za ljudsko zdravlje - najveća među svim bojama koje se koriste u pokazivačima;
  • faktor efikasnosti - 3%, što je jedan od najmanjih pokazatelja;
  • glavni element su solid state diode.

Lu yellow

Žuti pokazivači su rjeđi među ostalima i imaju sljedeće karakteristike:

  • dužina snopa - 594 nm (jedan od najvećih pokazatelja);
  • efikasnost - manje od 1% - najniža u klasi;
  • vijek trajanja - 2-4 godine;
  • princip rada - solid state diode;
  • razvoj - 2008.

Lu purple

Posebna vrsta svjetlosnog pokazivača povezana s pojavom nove tehnologije za digitalizaciju Blu-ray medija. Takvi pokazivači imaju sljedeće funkcije:

  • dužina svetlosnog snopa - 405 nm;
  • datum puštanja u rad - 2008;
  • vijek trajanja - 3-5 godina;
  • princip rada - čvrste diode velike snage.

Korištenje laserskih pokazivača

Upotreba laserskih pokazivača ima širok raspon i proteže se na mnoga područja života. Najčešće se koriste:

  • za isticanje ciljeva u kolimatorskim nišanima vatrenog oružja (pištolji, puške, mitraljezi), kao i ciljne oznake za artiljeriju ili avijaciju na malim udaljenostima;
  • u naučnoj djelatnosti, takvi pokazivači se koriste za otkrivanje plina u tekućinama kada ga je nemoguće prepoznati običnim ljudskim okom;
  • kineski zeleni laser se koristi u astronomskim istraživanjima. Takvi pokazivači se koriste za proučavanje granica vidljivih oku i označavanje svemirskih objekata, njihovo popravljanje. Noću, naučnici koriste pokazivače različitih spektra kako bi odredili smjer zvijezda, fiksirajući ga usmjerenim snopom svjetlosti;
  • u obrazovnim aktivnostima takvi se pokazivači koriste za demonstriranje prezentacija, predavanja i naučnih seminara koji zahtijevaju demonstraciju pomoću pokazivača u boji;
  • u političkim i društvenim aktivnostima, pokazivači se koriste za prezentacije, za objašnjenje šema društvenih procesa i za koncentrisanje pažnje sale, javnosti, sastanka.

Laserska sigurnost

Sigurnost korištenja lasera, sastavni dio njihovog svakodnevnog rada, ovakvi uređaji nisu bezopasni i mogu predstavljati određenu opasnost, ovisno o tome kako je laserski pokazivač dizajniran. Zeleni zrak ima najveću opasnost.

Negativne posljedice korištenja najmoćnijeg laserskog pokazivača bez pridržavanja sigurnosnih mjera mogu biti sljedeće:

  • ako dospije u oči, čak i na kratko, lasersko svjetlo može spaliti mrežnicu oka, što će dovesti do oštećenja vida ili djelomičnog gubitka iste. Takav pogodak može dovesti do fatalnih posljedica ako se takav snop koristi za pilote ili vozače automobila (2013. godine osljepljivanje pilota civilne avijacije na prilazu gradovima postalo je masovno u Rusiji, što bi moglo dovesti do pada aviona);
  • oštećenje kože - kada se nekoliko minuta koriste snažni laseri sa jakim svjetlosnim snopom, može ostati opekotina od 2-3 stepena na otvorenom području kože.

Ove posljedice dovele su do zakonske zabrane posjedovanja laserskih pokazivača na teritoriji nekih država, a od njih se slijede mjere opreza pri korištenju takvih sredstava:

  • ne sijaju u očima- kada koristite pokazivač, zabranjeno je usmjeravanje svjetlosnog snopa u oči osobe čak i na kratko vrijeme kako bi se izbjegle opekotine mrežnjače;
  • ne ciljajte na otvorene dijelove tijela- pri upotrebi snažnih lasera može izazvati i opekotine na površini tijela;
  • ne zračite vozače vozila - to može dovesti do saobraćajnih nesreća i materijalne štete, sve do smrti.

Fotografija laserskog pokazivača

Koji je najmoćniji laserski pokazivač

Tržište laserskih pokazivača svake je godine zasićeno novim modelima, čiji je trend povećanje snage zbog upotrebe modernih LED dioda.

Nije tajna da je svako od nas u djetinjstvu želio imati uređaj poput laserske mašine koja bi mogla rezati metalne brtve i spaljivati ​​zidove. U modernom svijetu ovaj san se lako može ostvariti, jer je sada moguće napraviti laser sa mogućnošću rezanja različitih materijala.

Naravno, kod kuće je nemoguće napraviti tako moćnu lasersku instalaciju koja će rezati željezo ili drvo. Ali s domaćim uređajem možete rezati papir, plastične brtve ili tanku plastiku.

Laserski uređaj može da spali različite šare na šperploče ili drvo. Može se koristiti za osvjetljavanje objekata koji se nalaze u udaljenim područjima. Područje njegove primjene može biti zabavno i korisno u građevinskim i instalaterskim radovima, a da ne spominjemo realizaciju kreativnog potencijala u oblasti graviranja na drvetu ili pleksiglasu.

Laser za rezanje

Alati i pribor koji će biti potrebni za izradu lasera vlastitim rukama:

Slika 1. Dijagram laserske LED diode.

  • neispravan DVD-RW drajv sa ispravnom laserskom diodom;
  • laserski pokazivač ili prijenosni kolimator;
  • lemilo i male žice;
  • 1 ohm otpornik (2 kom.);
  • kondenzatori 0,1 uF i 100 uF;
  • AAA baterije (3 kom.);
  • mali alati kao što su odvijač, nož i turpija.

Ovi materijali će biti sasvim dovoljni za predstojeće radove.

Dakle, za laserski uređaj, prije svega, morate odabrati DVD-RW pogon s mehaničkim kvarom, jer optičke diode moraju biti u dobrom stanju. Ako nemate pohaban pogon, morat ćete ga kupiti od ljudi koji ga prodaju za dijelove.

Prilikom kupovine treba imati na umu da većina diskova proizvođača Samsung nije pogodna za izradu lasera za rezanje. Činjenica je da ova kompanija proizvodi DVD uređaje sa diodama koje nisu zaštićene od vanjskih utjecaja. Nedostatak namenskog kućišta znači da je laserska dioda podložna termičkom stresu i kontaminaciji. Može se oštetiti laganim dodirom ruke.

Slika 2. Laser iz DVD-RW drajva.

Najbolja opcija za laser bi bila LG disk jedinica. Svaki model je opremljen kristalom s različitim nivoima snage. Ova metrika se mjeri brzinom pisanja dvoslojnih DVD-ova. Izuzetno je važno da je pogon za pisanje, jer sadrži infracrveni emiter koji je neophodan za izradu lasera. Uobičajeni neće raditi, jer je namijenjen samo za čitanje informacija.

DVD-RW sa 16X brzinom snimanja opremljen je crvenim kristalom od 180-200 mW. 20X drajv sadrži diodu od 250-270 mW. Rekorderi velike brzine 22X opremljeni su laserskom optikom snage do 300 mW.

Nazad na sadržaj

Demontaža DVD-RW drajva

Ovaj proces se mora obaviti s velikom pažnjom, jer su unutrašnji dijelovi krhki i lako se oštećuju. Nakon što ste rastavili kućište, odmah ćete primijetiti potreban dio, izgleda kao mali komad stakla koji se nalazi unutar pokretne kočije. Njegova baza se mora ukloniti, prikazano je na slici 1. Ovaj element sadrži optičko sočivo i dvije diode.

U ovoj fazi trebate odmah upozoriti da je laserski snop izuzetno opasan za ljudske oči.

Ako direktno udari u sočivo, oštećuje nervne završetke i osoba može ostati slijepa.

Laserski zrak zasljepljuje čak i na udaljenosti od 100 m, pa je važno biti svjestan gdje ga usmjeravate. Zapamtite da ste vi odgovorni za zdravlje onih oko vas dok je takav uređaj u vašim rukama!

Slika 3. Mikrokrug LM-317.

Prije početka rada morate znati da se laserska dioda može oštetiti ne samo nepažljivim rukovanjem, već i padom napona. To se može dogoditi za nekoliko sekundi, zbog čega diode rade na konstantnom izvoru električne energije. Kada napon poraste, LED u uređaju premašuje svoju normu svjetline, zbog čega je rezonator uništen. Tako dioda gubi sposobnost zagrijavanja, postaje obična baterijska lampa.

Na kristal također utiče temperatura oko njega; kada padne, performanse lasera se povećavaju pri konstantnom naponu. Ako prelazi standardnu ​​brzinu, rezonator se urušava po sličnom principu. Rjeđe se dioda ošteti naglim promjenama, koje su uzrokovane čestim paljenjem i isključivanjem uređaja na kratko vrijeme.

Nakon uklanjanja kristala, potrebno je njegove krajeve odmah vezati golim žicama. Ovo je stvaranje veze između njegovih naponskih izlaza. Mali kondenzator od 0,1 μF sa negativnim polaritetom i 100 μF sa pozitivnim polaritetom mora biti zalemljen na ove izlaze. Nakon ovog postupka možete ukloniti namotane žice. Ovo će pomoći zaštiti laserske diode od prolaznih pojava i statičkog elektriciteta.

Nazad na sadržaj

Ishrana

Prije izrade baterije za diodu potrebno je uzeti u obzir da se mora napajati od 3V i trošiti do 200-400 mA, ovisno o brzini uređaja za snimanje. Izbjegavajte spajanje kristala direktno na baterije jer ovo nije jednostavna lampa. Može se pokvariti čak i sa normalnim baterijama. Laserska dioda je samostalni element koji se napaja električnom energijom preko regulacionog otpornika.

Sistem napajanja može se podesiti na tri načina sa različitim stepenom složenosti. Svaki od njih pretpostavlja napajanje iz izvora konstantnog napona (baterije).

Prva metoda uključuje regulaciju električne energije pomoću otpornika. Unutrašnji otpor uređaja mjeri se detekcijom napona dok prolazi kroz diodu. Za uređaje sa brzinom pisanja od 16X, dovoljno je 200 mA. S povećanjem ovog indikatora postoji mogućnost oštećenja kristala, pa se vrijedi držati maksimalne vrijednosti od 300 mA. Preporučuje se korištenje telefonske baterije ili AAA prstnih baterija kao izvora napajanja.

Prednosti ove sheme napajanja su jednostavnost i pouzdanost. Među nedostacima su neugodnost kod redovnog punjenja baterije sa telefona i teškoća postavljanja baterija u uređaj. Osim toga, teško je odrediti pravo vrijeme za punjenje izvora napajanja.

Slika 4. Mikrokrug LM-2621.

Ako koristite tri AA baterije, ovaj sklop se lako može ugraditi u laserski pokazivač kineske proizvodnje. Gotov dizajn je prikazan na slici 2, sa dva otpornika od 1 oma u nizu i dva kondenzatora.

Za drugu metodu koristi se mikro krug LM-317. Ovaj način uređenja elektroenergetskog sistema je mnogo složeniji od prethodnog, pogodniji je za stacionarni tip laserskih sistema. Krug se temelji na proizvodnji posebnog drajvera, koji je mala ploča. Dizajniran je da ograniči električnu struju i stvori potrebnu snagu.

Priključni krug mikrokola LM-317 prikazan je na slici 3. Biće potrebni elementi kao što su varijabilni otpornik od 100 oma, 2 otpornika od 10 oma, dioda serije 1H4001 i kondenzator od 100 μF.

Pogon baziran na ovom kolu održava električnu snagu (7V) bez obzira na napajanje i temperaturu okoline. Unatoč složenosti uređaja, ovaj krug se smatra najlakšim za sastavljanje kod kuće.

Treći metod je najprenosiviji, što ga čini najpoželjnijim od svih. Napaja se pomoću dvije AAA baterije, održavajući konstantan nivo napona na laserskoj diodi. Sistem zadržava snagu čak i kada je nivo baterije nizak.

Kada se baterija potpuno isprazni, krug će prestati funkcionirati, a kroz diodu će proći mali napon, koji će se karakterizirati slabim sjajem laserskog snopa. Ova vrsta napajanja je najekonomičnija, sa efikasnošću od 90%.

Da biste implementirali takav sistem napajanja, trebat će vam mikro krug LM-2621, koji se nalazi u kućištu od 3 × 3 mm. Stoga možete naići na određene poteškoće tokom perioda lemljenja dijelova. Konačna veličina ploče ovisi o vašim vještinama i spretnosti, jer se dijelovi mogu postaviti čak i na dasku dimenzija 2 × 2 cm. Gotova ploča je prikazana na slici 4.

Prigušnica se može uzeti iz redovnog napajanja za stacionarni računar. Na nju je namotana žica poprečnog presjeka od 0,5 mm s brojem zavoja do 15 zavoja, kao što je prikazano na slici. Prečnik gasa iznutra će biti 2,5 mm.

Za ploču je prikladna bilo koja Schottky dioda sa vrijednošću od 3 A. Na primjer, 1N5821, SB360, SR360 i MBRS340T3. Snaga koja ide na diodu se podešava pomoću otpornika. Preporučuje se da ga povežete sa promenljivim otpornikom od 100 oma tokom procesa podešavanja. Najbolje je koristiti istrošenu ili nepotrebnu lasersku diodu prilikom izvođenja funkcionalnog testa. Trenutni indikator napajanja ostaje isti kao na prethodnom dijagramu.

Kada pronađete metodu koja vam najbolje odgovara, možete je nadograditi ako imate vještine za to. Laserska dioda mora biti postavljena na minijaturni hladnjak kako se ne bi pregrijala kada napon poraste. Nakon završetka montaže elektroenergetskog sistema, morate voditi računa o ugradnji optičkog stakla.

Laserski pokazivač- prenosivi kvantno-optički generator koherentnih i monohromatskih elektromagnetnih talasa vidljivog opsega u obliku uskog snopa. U većini slučajeva izrađen je na bazi crvene laserske diode, koja emituje u rasponu od 635-670 nm, i kolimatora - bikonveksne leće za organiziranje usko usmjerenog snopa. Sličan uređaj ima rjeđe plave i ljubičaste pokazivače, a do sada (2016.) još rjeđe zelene. Sve do početka do sredine 2010-ih, zeleni laserski pokazivači imali su složenu strukturu i sastojali su se od lasera u čvrstom stanju pumpanog infracrvenom laserskom diodom i naknadnog nelinearnog elementa za udvostručenje frekvencije.

Najčešći crveni laserski pokazivači su do 1-20 mW, dok su pokazivači do 100-200 mW nešto rjeđi. Najmoćniji pokazivači masovne proizvodnje: zeleni do 1W i plavi do 5W, zeleni do 2W.

  • Laserski pokazivač
  • Prvo, neodimijumom dopiran itrijum ortovanadat kristal (Nd: YVO 4) se pumpa snažnom (obično 200-1000 mW) infracrvenom laserskom diodom sa λ = 808 nm, pri čemu se zračenje pretvara u 1064 nm. Zatim, prolazeći kroz kristal kalijum titanil fosfata (KTiOPO 4, skraćeno KTP), frekvencija zračenja se udvostručuje (1064 nm → 532 nm) i dobija se vidljivo zeleno svetlo. Generisanje i izlaz zelenog zračenja obezbeđuju ogledala, od kojih jedno u potpunosti reflektuje zračenje talasne dužine 1064 i 532 nm i potpuno propušta pumpajuće zračenje od 808 nm, a drugo u potpunosti reflektuje zračenje od 1064 nm, ali potpuno emituje 532 nm. Zračenje pumpe se takođe delimično reflektuje.

    U većini modernih zelenih laserskih pokazivača, itrijum vanadat i KTP kristali, zajedno sa rezonatorskim ogledalima, kombinovani su u takozvani "mikročip" - lepljenje dva kristala sa ogledalima nanesenim na ivici. Za generiranje laserskog zračenja, dovoljno je fokusirati zračenje laserske diode pumpe unutar Nd: YVO 4 kristala.

    Učinkovitost kruga uvelike ovisi o snazi ​​pumpe i ne može doseći više od 20%. Osim zelenog svjetla, takav laser emituje značajnu snagu u IR na talasnim dužinama od 808 i 1064 nm, pa se u takve pokazivače mora ugraditi infracrveni filter (IR filter) kako bi se uklonili ostaci IR zračenja i izbjeglo oštećenje očiju. . U jeftinim verzijama zelenih pokazivača takav filter možda neće biti instaliran, u tom slučaju čak i pokazivač snage 1-5 mW predstavlja ozbiljnu opasnost za vid, jer snaga infracrvenog zračenja može doseći desetine milivata. Zračenje od 1064 nm fokusirano je gotovo jednako dobro kao i zeleno i predstavlja opasnost kada pogodi oko čak i na velikoj udaljenosti, dok je zračenje pumpe od 808 nm visoko defokusirano i nije koncentrisano duž snopa, što predstavlja opasnost na daljinu do nekoliko metara.

    Vrijedi napomenuti veliku potrošnju energije zelenih lasera - potrošena struja doseže stotine miliampera. Pošto se efikasnost proizvodnje i udvostručavanja brzo povećava sa povećanjem snage pumpe, povećanje izlazne snage sa 5 na 100 mW zahteva povećanje potrošene struje samo približno dva puta.

    Mala veličina zelenog laserskog pokazivača ne dozvoljava ugradnju sistema za stabilizaciju temperature za lasersku diodu i aktivni medij u njima. Temperatura posebno snažno utiče na valnu dužinu koju emituje laserska dioda, što dovodi do njenog odstupanja od maksimuma neodimijske apsorpcione linije i pada izlazne snage. To dovodi do činjenice da su takvi pokazivači nestabilni kada se temperatura mijenja. Ovaj nedostatak je djelimično eliminisan stabilizacijom snage zračenja na laserskom izlazu. Za to je na izlazu instaliran razdjelnik snopa (čiju ulogu ima IR filter, od kojeg se reflektira dio zračenja) i fotodioda, te se uvodi negativna povratna sprega. Nedostatak ovog rješenja je mogućnost kvara laserske diode sa značajnim temperaturnim odstupanjem, pri čemu je stabilizacijski sistem, kompenzirajući pad izlazne snage, prisiljen značajno povećati struju kroz nju.

    Plavi laserski pokazivači (473 nm)

    Ovi laserski pokazivači pojavili su se 2006. godine i imaju princip rada sličan zelenim laserskim pokazivačima. Svjetlost od 473 nm se obično proizvodi udvostručavanjem frekvencije laserske svjetlosti od 946 nm. Za dobivanje 946 nm koristi se kristal itrijum aluminijskog granata s dodatkom neodimijuma (Nd:YAG).

    Plavi laserski pokazivači (445 nm)

    U ovim laserskim pokazivačima, svjetlost emituje moćna plava laserska dioda od 1-5W. Većina ovih pokazivača pripada 4. klasi laserske opasnosti i predstavljaju vrlo ozbiljnu opasnost za oči i kožu, kako direktno tako i u obliku zračenja raspršenog po površini.

    Plavi pokazivači se široko koriste u vezi sa serijskom proizvodnjom laserskih dioda velike snage, uglavnom za kompaktne LED projektore, na primjer, Casio Slim.

    Ljubičasti laserski pokazivači (405nm)

    Svjetlost u ljubičastim pokazivačima generira laserska dioda koja emituje snop od 405 nm. Ovi laseri se koriste u Blu-ray Disc plejerima. Talasna dužina od 405 nm je na ivici opsega ljudskog vida i stoga lasersko zračenje ovih pokazivača izgleda slabo. Međutim, svjetlost pokazivača uzrokuje da neki objekti na koje je usmjerena fluoresciraju, što je za oko svjetlije od samog lasera. Čak i najmanji od njih su izuzetno štetni za kožu i oči.

    Ljubičasti laserski pokazivači su prisutni od pojave Blu-ray uređaja, s uvođenjem masovne proizvodnje 405 nm laserskih dioda.

    Korištenje laserskih pokazivača

    • Laserski pokazivači se obično koriste u obrazovnim okruženjima i u poslovnim prezentacijama umjesto konvencionalnih pokazivača. Ugrađeni su u daljinske upravljače projektora ili kompjuterske daljinske upravljače za prezentacije. Crveni laserski pokazivači mogu se koristiti u zatvorenom i na otvorenom u večernjim satima. Zeleni laserski pokazivači mogu se koristiti u istim uslovima, ali su, za razliku od crvenih, jasno vidljivi na ulici tokom dana i na velikim udaljenostima. Jedina mana laserskih pokazivača pri usmjeravanju na metu je trzanje tačke, jer ljudska ruka ne može dugo ostati nepomična zbog podrhtavanja.
    • Tačka svjetlosti koju proizvodi laserski pokazivač privlači mačke, pse i druge kućne ljubimce, izazivajući snažnu želju za hvatanjem, što ljudi često koriste kada se igraju sa ovim kućnim ljubimcima. Međutim, zeleni laserski pokazivači, zbog znatno veće svjetline snopa, mogu uplašiti životinju. Također treba imati na umu da laserski snop pokazivača usmjeren u oči osobe ili životinje može oštetiti mrežnicu.
    • Zeleni laserski pokazivači se mogu koristiti za amatersku astronomiju. U noći bez mjeseca, zeleni laserski pokazivač se može koristiti za ukazivanje na zvijezde i sazviježđa. Takođe, laserski pokazivač se može koristiti za poravnavanje teleskopa i za proučavanje oblika površina ogledala teleskopa (kako metodom senke tako i interferometrijski).
    • Precizno pozicionirani laserski pokazivač može se koristiti kao laserski označivač za ciljanje vatrenog ili vazdušnog oružja.
    • Laserske pokazivače koriste radio-amateri u svom dizajnu, kao komunikacijski element u vidokrugu.
    • Crveni pokazivač sa uklonjenim kolimatorom koristi se u amaterskoj holografiji. Ovo je jedna od rijetkih primjena lasera u svakodnevnom životu, gdje se koristi najvrednije svojstvo lasera, koje ga suštinski razlikuje od LED-a - koherentnost zračenja. Nemaju svi laserski pokazivači dovoljnu koherentnost, pa će možda biti potrebno odabrati odgovarajući uzorak i odabrati struju laserske diode. Koherentnost se može procijeniti kod kuće, na primjer, posmatranjem interferencije sa ravno-paralelnom staklenom pločom debljine 1 do 2 cm.
    • U laboratorijskoj praksi, laserski pokazivač (posebno zeleni) je vrlo koristan alat koji ima mnogo primjena – posebno se može koristiti za detekciju u tekućini, plinu ili bilo kojoj prozirnoj tvari (na primjer, optičko staklo) male količina mehaničkih nečistoća ili suspenzija, nevidljivih nenaoružanom oku. Zeleni, a posebno plavi ili ljubičasti pokazivači, u kombinaciji sa odgovarajućim filterom koji ne propušta svoje zračenje, omogućavaju vizualno otkrivanje slabe fluorescencije, na primjer, povezane s površinskom kontaminacijom organskim tvarima.
    • Laserski pokazivač, kao izvor usko usmjerene koherentne svjetlosti, može se koristiti u školskim časovima fizike za demonstriranje vizuelnih eksperimenata u optici: refleksije i prelamanja svjetlosti, difrakcije i interferencije, fluorescencije (sa zelenim ili plavim pokazivačem), svjetlosnih vodiča, i slično.

    Sigurnost

    Lasersko zračenje je opasno u kontaktu s očima.

    Konvencionalni laserski pokazivači imaju snagu od 1-5 mW i klasificirani su u klasu opasnosti 2-3A i mogu biti opasni ako je zrak dovoljno dugo usmjeren u ljudsko oko ili preko optičkih uređaja. Laserski pokazivači snage 50-300 mW pripadaju klasi 3B i sposobni su uzrokovati ozbiljna oštećenja mrežnice oka čak i uz kratkotrajno izlaganje direktnom laserskom snopu, kao i zrcalno ili difuzno reflektovano. Čak i zeleni DPSS pokazivači male snage koriste mnogo snažnije IR lasere interno i često ne pružaju dovoljno IR filtriranje. Takvo zračenje je nevidljivo i zbog toga je opasnije za oči ljudi i životinja.

    U najboljem slučaju, laserski pokazivači su samo dosadni. Ali posljedice će biti opasne ako zrak udari u nečije oko ili bude usmjeren na vozača ili pilota i može im odvratiti pažnju ili čak zaslijepiti. U nekim zemljama to može dovesti do krivične odgovornosti. Na primjer, 2015. godine jedan stanovnik SAD-a osuđen je na 21 mjesec zatvora jer je nakratko oslijepio pilota policijskog helikoptera laserskim pokazivačem. U Njemačkoj je 2017. godine zbog sličnih radnji na godinu i po zatvora osuđen 22-godišnji stanovnik Njemačke.

    Sve više "laserskih incidenata" u Rusiji, Kanadi, Sjedinjenim Državama i Velikoj Britaniji zahtijevaju ograničavanje ili zabranu laserskih pokazivača. Već u Novom Južnom Velsu predviđena je novčana kazna za posjedovanje laserskog pokazivača, a za "laserski napad" - kazna zatvora do 14 godina.

    Upotreba laserskih pokazivača zabranjena je sigurnosnim propisima FIFA-e na fudbalskim stadionima. Jedan primjer primjene ove zabrane bila je kazna od 50.000

Laserski pokazivači su prvobitno bili na tržištu da zamijene konvencionalne drvene pokazivače. Njihova glavna svrha ostaje ista - indikacija na zidnim pločama, mapama, posterima, slikama. Međutim, većina pokazivača koji se prodaju na širokoj rasprodaji koriste se uvelike i ne za njihovu namjenu. Kupuju se kao igračke, koje trgovci i proizvođači aktivno koriste. Nude stotine različitih modela, sa stotinama puta većom snagom koja je potrebna za pisanje na ploči.

Uređaj i princip rada laserskih pokazivača

Svi moderni laserski pokazivači od najnižih do najviših su poluvodički laseri. Gasni laseri se ne koriste. Poluvodički laseri su jednostavnog dizajna, ne zahtijevaju složena napajanja, ali ih je teoretski nemoguće izgraditi pri velikoj snazi. Ograničen je na nekoliko vati. Ovo je više nego dovoljno za kućne pokazivače. Laserski snop od jednog vata sa dobrom konvergentnom optikom biće pouzdano vidljiv na udaljenosti do 10 km.

Poluprovodnički laseri su vrlo slični LED diodama. Svjetlost se stvara u rezonantnim strukturama. Da bismo razumjeli proces, oni se mogu predstaviti u obliku antena koje su sastavljene u niz mnogih identičnih elemenata. Ovaj princip se koristi u televizijskim antenama (mnogi od istih elemenata se postavljaju jedan za drugim na traverzi) i u radarima. U laserima ulogu "antena" imaju kristalne strukture poluvodiča. Kada se primeni struja, elektroni se pretvaraju u fotone i počinje proces monohromatskog optičkog zračenja.

Talasna dužina laserske svjetlosti je vrlo mala - od 0,2 do jednog mikrometra, pa su ćelije koje emituju u poluvodičkom kristalu nanoskopske veličine. Kristal pruža potpuno istu formaciju rešetke sa velikim brojem ćelija. Zbog toga je talasna dužina lasera strogo definisana i ne može se menjati nakon proizvodnje.

Struja, drajveri, baterije i akumulatori

Laserska dioda se može napajati direktno iz baterije samo pri vrlo maloj snazi. Za diode od 50 milivata potrebno je namjensko napajanje. Njegova glavna funkcija je stabilizacija napona. Čak i promjena od 0,1 volta može drastično skratiti vijek trajanja laserske diode.

Vrsta napajanja određuje snagu laserskog pokazivača. Uvek se radi sa rezervom snage. Inače, napajanje je jedan od najjednostavnijih i najjeftinijih dijelova pokazivača. Tipična opcija je jednostavan drajver za napajanje na kružnoj ploči preko kućišta. Na isti način izrađuju se izvori napajanja za LED svjetiljke ili, obrnuto, pojačani pretvarači, na primjer, za kompaktne fluorescentne svjetiljke. Od punjivih baterija koriste se 18650, 16340, 32650. Baterije su obične AA, AAA, C i D. Baterije za satove se često nalaze u privjescima za ključeve.

Tipični modeli, faktori oblika i snaga

Donja granica snage za laserske pokazivače je 1-5 milivata. Najmoćniji laserski pokazivač je 10-20 vati. Dostupne su samo tri boje za laserske pokazivače: crvena, plava i zelena. Ponekad postoje žuti modeli, ali oni su vrlo skupi, to su egzotični proizvodi. Tu su i zelenkasto-plavi laseri kao srednja opcija. Najbolje je koristiti zelene lasere - zeleni laser. Njihova talasna dužina je što je moguće bliža vrhuncu osetljivosti ljudske retine.

Zasnovan na zelenom laseru, popularan je laserski pokazivač za prezentacije u obliku olovke. Postoje modeli koji su ugrađeni u običnu ručku. Velika snaga takvih proizvoda nije potrebna, naprotiv, ometat će i oštetiti vid, čineći svjetlosnu točku previše svijetlom.

Odabir laserskih pokazivača: šta tražiti

  • Snaga je ključna. Označen je u milivatima i direktno utiče na cijenu. Što je veća snaga, to je veća cijena i ukupna složenost proizvoda. Jače laserske diode imaju kraći vijek trajanja. Intenzivno se zagrevaju tokom rada, a njihova svetlosna efikasnost brže opada;
  • Ishrana. Zamjenjive baterije su najbolja opcija. Laserski pokazivači koji se napajaju baterijama sata potpuno su neprikladni za kontinuiranu upotrebu. Još jedna dobra opcija su objedinjene AA i AAA baterije. Pogodni su za retku upotrebu. Ako se laser uzima kao igračka koja se rijetko koristi, onda su AA baterije najbolja opcija. Baterije su opravdane samo čestom upotrebom ili ako imate drugi uređaj koji radi na istim baterijama. Tada se mogu brzo preurediti;
  • Kućište i hladnjak. Kućište od livenog aluminijuma najbolje odvodi toplotu. Limeno i plastično kućište je primjenjivo samo za modele male snage.

Ako se laserski pokazivač ne kupuje za prezentacije, već kao zanimljiv suvenir ili igračka, tada će više snage biti korisno. Što je veća snaga, laserski pokazivač postaje zanimljiviji. Njegov pokazivač će biti vidljiv sa veće udaljenosti.

Regulisani režim snage je veoma važan. To će omogućiti laserskoj diodi da radi štedljivije i da će trajati duže. Također, podesiva snaga dodaje nove funkcije, na primjer, za mačku morate postaviti režim najniže potrošnje energije. Mačke dobro reaguju na crvene i zelene lasere. Mere predostrožnosti su iste kao i kod ljudi. Mačje oko je jednako nezaštićeno od lasera kao i ljudsko oko.

Koje mogućnosti otvara snažan laser?

  • Alarm za velike udaljenosti. Snažan laser može zamijeniti pirotehničke signalne uređaje. Posebno je efikasan u planinskim područjima sa dobrom vidljivošću iz naselja;
  • Mjerenje na daljinu. Na primjer, zeleni laserski pokazivač od 10 W može mjeriti zakrivljenost zemljine površine;
  • Korištenje lasera velike snage kao izvora svjetlosti za stroboskopa i druge uređaje za zabavu. Optički nastavci za podjelu snopa, isticanje raznih oblika i natpisa dolaze u bezbroj varijanti. U njima uvijek možete pronaći najneočekivanije opcije;
  • Lasersko streljano sa laserskim spaljivanjem lopti. Uređaj radi samo na maloj udaljenosti;
  • Laserska ograda na daljinu. Foto releji, domaći lidari, optičke komunikacione stanice i drugi uređaji.

Oblaci se mogu osvetliti snažnim laserom, koji je efikasno sredstvo za signalizaciju. Uz dobar splet okolnosti, takav signal je čak uočljiviji od baklje. U uređajima snažni laseri rade u impulsnom režimu.

Zaseban smjer povezan je s upotrebom moćnih laserskih pokazivača za graviranje. Za to su pogodni samo najsnažniji modeli preko 10W. Graviranje je moguće na mekim materijalima kao što je drvo.

Mjere opreza za laserski pokazivač

Svaki, čak i najniže snage lasera je izuzetno opasan za vid, stoga je prvo i glavno sigurnosno pravilo pri rukovanju laserskim pokazivačem da ga ne usmjeravate u oči. Zeleni laser je najopasniji za vid.

Zabranjeno je koristiti pokazivače na aerodromima i na autoputevima. Tamo, jarka svjetlosna tačka (čak i ako nikoga ne zaslijepi) i dalje može stvoriti hitan slučaj. Vozač ili pilot može biti zaslijepljen laserskim pokazivačem sa velike udaljenosti. Za lasere velike snage ova udaljenost prelazi jedan kilometar. Ovo se mora uzeti u obzir radi bezbednog rukovanja. Uz moćne laserske pokazivače uključene su zaštitne naočale. Moraju se nositi prema uputama.

Napredni razvoj laserskih pokazivača

Poluprovodnički laseri već imaju veoma visoku efikasnost. Ipak, glavni pravac daljeg razvoja je povećanje efikasnosti odabirom sastava i tehnologije proizvodnje. Snažan laser se prilično intenzivno zagrijava, što znači da je njegova efikasnost daleko od idealne. Efikasnost lasera raste na približno isti način kao i LED dioda. Postoji slična tehnologija proizvodnje. Oba su poluprovodnički izvori svjetlosti.

Drugi razvoji su u toku u dobijanju novih boja za laserske pokazivače. Začudo, ni ovaj tehnički problem nije riješen. Zeleni laser i crveni su već postali previše poznati. Druge boje laserskih pokazivača bile bi vrlo zanimljive, ali poluvodiči za proizvodnju žutih i narandžastih lasera su i dalje veoma skupi. U toku je razvoj kako bi oni bili jeftiniji.

Na netu sam naišao na ovakve izjave:
Možete premjestiti laser sa balkona i spaliti nečiju mrežnicu. Vama, roditeljima, vašoj djeci. Da li razumeš, ha? Slobodno je dostupan u prodaji, bez ograničenja.
Izgorjela retina se ne obnavlja. Idiote koji prodaju takve stvari istim idiotima treba kazniti. Ako vidim idiota na ulici sa takvom igračkom, oduzet ću je mladiću i dati mu par šamara. Za starije ću kazniti mnogo ozbiljnije, sve do uboda i pucnjave. Kupili - sami spalite retinu. Izlažete druge opasnosti - shvatite je.

Ovdje nećemo raspravljati o psihičkom stanju autora ovakvih izjava, ali možemo govoriti o sigurnosti laserskih pokazivača.

Za početak, vrijedi napomenuti da je laser, naravno, uređaj koji predstavlja prijetnju za vid, a ponekad i za život. Uopšteno govoreći, ne bi trebalo da bude usmereno tamo gde bi moglo biti lice osobe. I možete se igrati s mačkama samo koristeći najmanje moćne modele. Za lasere jačine od 5 mW vrlo je poželjno imati zaštitne naočare, a ako se snaga mjeri u stotinama milivata, ne samo da je opasno, već je i jednostavno neugodno raditi bez njih.

ALI, opasnost od modernih pokazivača u masovnoj svijesti je jako preuveličana. Već sam se dotakao ove teme u ovom članku. Ovdje ću posebno citirati pitanje opasnosti pokazivača, komprimirano sa stajališta umjetnosti i prošireno sa stajališta informacija.

Prvo, vrijedi odmah primijetiti da laserski pokazivač "bam - a ti si slijep" ne može pružiti. Čak i ako namjerno usmjerite najmoćniji model direktno u svoje oko. To u pravilu dovodi do činjenice da se na mrežnici pojavljuje još jedna slijepa mrlja (pored onoga što svi već imaju od rođenja). U roku od nekoliko mjeseci nakon ozljede, mozak ažurira "mapu mrtvih piksela" i mrlja prestaje da izaziva nelagodu. Ali sliku objekata koji padaju u područje tačke, naravno, oko ne percipira. Obično se morate posebno potruditi da to primijetite (pretražite na Internetu "detekcija slijepe tačke"). Jedan moj poznanik, koji se bavio laserskim poravnanjem, ima nekoliko takvih mjesta, ali u životu ga ni na koji način ne ometaju. Naravno, to nije razlog da se „prebacite na pogrešnu stranu“, pogotovo jer je u nekim slučajevima moguć mnogo ozbiljniji gubitak vida. Ali ovo je razlog da se prestanete plašiti da vam u svakom trenutku neko može oduzeti vid, sijajući pokazivačem sa balkona.

Drugo, bila bi ozbiljna greška pretpostaviti da se svjetlost lasera širi striktno paralelno. Ima određenu divergenciju. Za većinu pokazivača je unutar 1-2 mrad, a za najgore - 5 mrad i više. Opasno za vid je samo svjetlost koja je ušla u zjenicu oka, čija površina ne prelazi 50 mm 2 čak ni u tamnoj noći. Što je oko dalje od pokazivača, manji dio njegove snage može ući u oko. Jedan poznati proizvođač kazaljki za teške uslove rada navodi u njihovim karakteristikama, između ostalog, opseg za koji one predstavljaju opasnost. Za pokazivač od 1000 mW (tačno hiljadu) sa divergencijom od 1,5 mrad, ovo je 150 m. Nadalje, ne predstavlja ozbiljnu prijetnju. Ali većina pokazivača tako ogromne prodane snage sada ima barem dvostruko veću divergenciju, što proporcionalno smanjuje opasnu udaljenost. Dakle, zrak koji je "stigao" stotinama metara dalje ne može više nikoga povrijediti. Isto važi i za slučajni udar reflektovanog snopa u oko: u većini slučajeva opasna je samo zrcalna refleksija od ravne ili blago konkavne površine. Refleksije s konveksne ili mat površine mogu oštetiti vid samo uz duže promatranje. samo mali dio zračene snage ulazi u oko.

Konačno, zapisi o snazi ​​nemaju nikakve veze sa snagom onih pokazivača koji se prodaju u podzemnim prolazima. Najvjerovatnije tamo nećete naći ni modele od 500 mW. Na snazi ​​od 200-300 mW. Ali čak su i ove brojke jako precijenjene. Iskustvo je pokazalo da kineski zeleni pokazivači obično imaju snagu koja je 1,5-3,0 puta manja od deklarirane. Ponekad varaju i 10 puta... Iako su kvalitetni moćni pokazivači sve jeftiniji, nisu nimalo brzi koliko nas plaše. Ako je prije pet godina kvalitetan model od 300 MW koštao 1000 dolara, sada je cijena pala na 300 dolara. Čak i ako nakon još 5 godina cijena padne na 100 dolara, to još uvijek očito nije cijena po kojoj će ga školarci masovno kupovati.