Valgusosuleid kasutatakse hariduses, tööstuses ja meelelahutuses. Osutajad võivad olla akuelemendid ja seadmed, mille sees on pooljuhtlaserid. Sõltuvalt värvist on laserosuti hind ja võimsus erinev.

Punase valguse osuti

Punased laserosutajad on kõige odavamad, kuna värvispekter ei nõua energiatarbimist ja sellel on järgmised omadused:

• aku - tavalised akud;
• sellise tala võimsus on vahemikus 1 kuni 100 mW;
• selliste toodete kasutusiga ei ületa 1-2 aastat.

Aja jooksul punase laseri lainepikkus väheneb, kiired kaotavad võimsust akuelementide ohutusvaru vähenemise või dioodide läbipõlemise tõttu.

Punased laserid

Rohelised laserosutajad (roheline laser)

Rohelisega varustatud seadmed on inimsilm kõigi teistega võrreldes paremini tajutavad, kuid see reegel kehtib ainult valgel ajal, öösel tajub roheline värv halvemini.

Rohelise kiire laseril on järgmised omadused:

• kasutuse aluseks on dioodidega varustatud pooljuhtlaserid;
• efektiivsus - 20% nimivõimsusest;
• toit - tahvelarvuti aku;
• tootmise algus - 2006 koos teiste värvielementidega;
• rohelise laseri lainepikkus - 532 nm.

Sinine laserkursor

Sinistel laserosutitel on rohelistega sarnane juht- ja tööpõhimõte. Nendel näpunäidetel on järgmised funktsioonid.

• kiire pikkus - varieerub olenevalt varjust ja erksinise puhul on 445 nm, tuhmi (türkiissinise) puhul 473 nm ja sinise puhul 490 nm;
• tõenäoline kahju inimeste tervisele on kõigi osutites kasutatud värvide seas suurim;
• efektiivsus - 3%, mis on üks väiksemaid näitajaid;
• põhielemendiks on pooljuhtdioodid.

LU kollane

Kollased valgusvihud on teiste seas vähem levinud ja neil on järgmised omadused:

• kiire pikkus - 594 nm (üks suurimaid näitajaid);
• efektiivsus - alla 1% - klassi madalaim määr;
• kasutusiga - 2-4 aastat;
• tööpõhimõte - pooljuhtdioodid;
• areng - 2008.

LU lilla

Spetsiaalne valgusosuti, mis on seotud Blu-ray-kandjate digiteerimiseks kasutatava uue tehnoloogia ilmumisega. Nendel osutitel on järgmised funktsioonid:

• valguskiire pikkus - 405 nm;
• kasutuselevõtu kuupäev - 2008;
• kasutusiga - 3-5 aastat;
• tööpõhimõte - suure võimsusega pooljuhtdioodid.

Laserosutite rakendamine

Laserosutite kasutusala on lai ja laieneb paljudesse eluvaldkondadesse. Kõige sagedamini kasutatakse neid:

• tulirelvade (püstolid, vintpüssid, kuulipildujad) kollimaatorite sihtmärkide esiletõstmiseks, samuti suurtükiväe või lennunduse sihtmärkide esiletõstmiseks lühikese vahemaa tagant;
• teadustegevuses kasutatakse selliseid osuteid gaaside tuvastamiseks vedelikes, kui seda ei ole võimalik tavalise inimsilmaga ära tunda;
• Hiina rohelist laserit kasutatakse astronoomilistes uuringutes. Selliste osutitega uuritakse silmaga nähtavaid piire ja tähistatakse ruumiobjekte, neid fikseeritakse. Öösel kasutavad teadlased tähtede suuna määramiseks erineva spektriga osuteid, fikseerides selle suunatud valgusvihuga;
• õppetegevuses kasutatakse selliseid viiteid ettekannete, loengute ja teadusseminaride demonstreerimiseks, mis nõuavad demonstreerimist värviosuti abil;
• poliitilises ja ühiskondlikus tegevuses kasutatakse viiteid ettekanneteks, ühiskondlike protsesside skeemide selgitamiseks ning saali, avalikkuse ja koosoleku tähelepanu koondamiseks.

Laseri ohutus

Laserite kasutamise ohutus, mis on nende igapäevase töö lahutamatu osa, ei ole sellised seadmed ohutud ja võivad sõltuvalt laserosuti paigutusest kaasa tuua teatud ohu. Rohelise kiire oht on suurim.

Kõige võimsama laserkursori kasutamisel ilma ohutusnõudeid järgimata võivad negatiivsed tagajärjed olla järgmised:

• kui see isegi lühiajaliselt silma satub, võib laservalgus põhjustada võrkkesta põletusi, mis toob kaasa nägemiskahjustuse või osalise nägemise kaotuse. Selline tabamus võib kaasa tuua saatuslikud tagajärjed, kui sellist kiirt kasutatakse pilootide või autojuhtide jaoks (2013. aastal levis Venemaal tsiviillennunduse pilootide pimestamine linnadele lähenemisel, mis võib viia lennukite allakukkumiseni);
• nahakahjustus - tugeva valguskiirega võimsate laserite kasutamisel mitme minuti jooksul võib naha avatud alale jääda 2-3 kraadine põletus.

Need tagajärjed on viinud mõnes riigis laserosutite omamise seaduslikule keelule ja nendest tulenevalt järgige selliste tööriistade kasutamisel ettevaatusabinõusid:

• ära sära silma- osuti kasutamisel on võrkkesta põletuste vältimiseks keelatud suunata valguskiirt inimese silmadesse isegi lühiajaliselt;
• ärge suunake avatud kehapiirkondadele- võimsate laserite kasutamisel võib see põhjustada ka kehapinna põletusi;
• ärge kiiritage sõidukite juhte - see võib põhjustada transpordiõnnetusi ja varalist kahju kuni surmani.

Foto laserkursorist

Mis on kõige võimsam laserkursor

Laserpointeri turg on igal aastal küllastunud uute mudelitega, mille trend on võimsuse suurendamine kaasaegsete LED-ide kasutamise kaudu.

Pole saladus, et igaüks meist tahtis lapsepõlves sellist seadet nagu lasermasin, mis lõikaks metallist tihendeid ja põletaks läbi seinad. Kaasaegses maailmas on see unistus kergesti reaalsuseks saamas, kuna nüüd on võimalik ehitada laser, mis suudab lõigata erinevaid materjale.

Loomulikult on kodus võimatu teha nii võimsat lasermasinat, mis lõikaks läbi raua või puidu. Kuid omatehtud seadmega saate lõigata paberit, plastikust tihendit või õhukest plasti.

Laserseadmega saab põletada erinevaid mustreid vineerilehtedele või puidule. Seda saab kasutada kaugemates piirkondades asuvate objektide taustavalgusena. Selle rakendusala võib olla nii meelelahutuslik kui kasulik ehitus- ja paigaldustöödel, rääkimata loomingulise potentsiaali realiseerimisest puidule või pleksiklaasile graveerimise vallas.

lõikamine laser

Tööriistad ja tarvikud, mida on vaja oma kätega laseri valmistamiseks:

Joonis 1. Laser-LED-i skeem.

• vigane töötava laserdioodiga DVD-RW-draiv;
• laserkursor või kaasaskantav kollimaator;
• jootekolb ja väikesed juhtmed;
• 1 oomine takisti (2 tk.);
• kondensaatorid 0,1 uF ja 100 uF jaoks;
• AAA patareid (3 tk.);
• väikesed tööriistad, nagu kruvikeeraja, nuga ja viil.

Nendest materjalidest piisab eelseisvaks tööks.

Nii et laserseadme jaoks on kõigepealt vaja valida mehaanilise rikkega DVD-RW-draiv, kuna optilised dioodid peavad olema heas seisukorras. Kui teil pole kulunud draivi, peate selle ostma inimestelt, kes seda osadeks müüvad.

Ostmisel pidage meeles, et enamik tootja Samsungi draive ei sobi lõikelaseri valmistamiseks. Fakt on see, et see ettevõte toodab dioodidega DVD-draive, mis pole välismõjude eest kaitstud. Spetsiaalse korpuse puudumine tähendab, et laserdiood on termilise stressi ja saastumise all. Kerge käepuudutusega saab seda kahjustada.

Joonis 2. Laser DVD-RW-draivist.

Laseri jaoks on parim valik LG tootja draiv. Iga mudel on varustatud erineva võimsusastmega kristalliga. Selle näitaja määrab kahekihiliste DVD-de kirjutamiskiirus. On äärmiselt oluline, et draiv oleks salvestusseade, kuna see sisaldab infrapunakiirgust, mida on vaja laseri valmistamiseks. Tavaline ei tööta, kuna see on mõeldud ainult teabe lugemiseks.

16X DVD-RW on varustatud 180-200mW punase kristalliga. 20X kiirusega ajam sisaldab 250-270mW dioodi. 22X tüüpi kiired salvestid on varustatud laseroptikaga võimsusega kuni 300 mW.

Tagasi indeksisse

DVD-RW-draivi lahtivõtmine

Seda protsessi tuleb teha väga ettevaatlikult, sest sisemised osad on haprad ja kergesti kahjustatavad. Pärast korpuse lahtivõtmist märkate kohe vajalikku detaili, see näeb välja nagu väike klaasitükk, mis asub teisaldatava vankri sees. Selle alus tuleb eemaldada, see on näidatud joonisel 1. See element sisaldab optilist läätse ja kahte dioodi.

Selles etapis tuleb kohe hoiatada, et laserkiir on inimese nägemisele äärmiselt ohtlik.

Otsese löögiga objektiivile kahjustab see närvilõpmeid ja inimene võib jääda pimedaks.

Laserkiirel on pimestav omadus isegi 100 m kaugusel, seega on oluline olla ettevaatlik, kuhu see suunate. Pidage meeles, et kui selline seade on teie käes, vastutate teiste tervise eest!

Joonis 3. LM-317 kiip.

Enne töö alustamist peate teadma, et laserdioodi võib kahjustada mitte ainult hooletu käsitsemine, vaid ka pingelangused. See võib juhtuda mõne sekundiga, mistõttu töötavad dioodid pideval elektriallikal. Pinge tõustes ületab LED seadmes oma heleduse normi, mille tagajärjel hävib resonaator. Seega kaotab diood oma soojenemisvõime, sellest saab tavaline taskulamp.

Kristalli mõjutab ka seda ümbritsev temperatuur, kui see langeb, suureneb laseri jõudlus konstantsel pingel. Kui see ületab standardnormi, hävitatakse resonaator sarnase põhimõtte kohaselt. Harvemini kahjustavad dioodi äkilised muutused, mis on põhjustatud seadme sagedasest sisse- ja väljalülitamisest lühikese aja jooksul.

Pärast kristalli eemaldamist on vaja selle otsad kohe paljaste juhtmetega siduda. See on vajalik selle pingeväljundite vahelise ühenduse loomiseks. Nendele väljunditele peate jootma väikese kondensaatori 0,1 uF negatiivse polaarsusega ja 100 uF positiivse polaarsusega. Pärast seda protseduuri saate haavatud juhtmed eemaldada. See aitab kaitsta laserdioodi transientide ja staatilise elektri eest.

Tagasi indeksisse

Toitumine

Enne dioodile aku loomist tuleb arvestada, et see peab saama toite 3V-st ja tarbib olenevalt salvestusseadme kiirusest kuni 200-400 mA. Vältida tuleks kristalli ühendamist otse patareidega, kuna tegemist pole lihtsa lambiga. See võib halveneda isegi tavaliste akude mõjul. Laserdiood on iseseisev element, mille toiteallikaks on reguleertakisti elektrienergia.

Elektrisüsteemi saab reguleerida kolmel erineva keerukusastmega viisil. Igaüks neist hõlmab laadimist pideva pinge allikast (akud).

Esimene meetod hõlmab elektri reguleerimist takistiga. Seadme sisetakistust mõõdetakse pinge tuvastamisega dioodi läbimise ajal. 16X kirjutuskiirusega draivide jaoks piisab 200 mA. Selle indikaatori suurenemisega on võimalus kristalli rikkuda, seega peaksite järgima maksimaalset väärtust 300 mA. Toiteallikana on soovitatav kasutada telefoni akut või AAA tüüpi patareisid.

Selle toiteskeemi eelised on lihtsus ja töökindlus. Puuduste hulgas võib välja tuua ebamugavust aku regulaarsest laadimisest telefonist ja akude seadmesse asetamise raskusi. Lisaks on raske määrata õiget hetke toiteallika laadimiseks.

Joonis 4. LM-2621 kiip.

Kui kasutate kolme AA patareid, saab selle vooluringi hõlpsasti varustada Hiinas valmistatud laserkursoriga. Valmis konstruktsioon on näidatud joonisel 2, kaks 1-oomist takistit järjestikku ja kaks kondensaatorit.

Teise meetodi jaoks kasutatakse kiipi LM-317. Selline toitesüsteemi korraldamise viis on palju keerulisem kui eelmine, see sobib rohkem statsionaarset tüüpi lasersüsteemide jaoks. Skeem põhineb spetsiaalse draiveri valmistamisel, milleks on väike tahvel. See on ette nähtud elektrivoolu piiramiseks ja vajaliku võimsuse loomiseks.

LM-317 kiibi ühendamise skeem on näidatud joonisel 3. See nõuab selliseid elemente nagu 100 oomi muutuv takisti, 2 10 oomi takistit, 1H4001 seeria diood ja 100 mikrofaradi kondensaator.

Sellel vooluahelal põhinev draiver säilitab elektritoite (7 V) sõltumata toiteallikast ja ümbritsevast temperatuurist. Vaatamata seadme keerukusele peetakse seda vooluringi kodus kõige lihtsamini kokkupandavaks.

Kolmas meetod on kõige kaasaskantavam, mistõttu on see kõigist eelistatud meetod. See annab toite kahest AAA patareist, säilitades laserdioodile rakendatava pinge konstantse taseme. Süsteem säilitab toite isegi siis, kui patareid on tühjad.

Kui aku on täielikult tühjenenud, lakkab ahel töötamast ja dioodist läbib väike pinge, mida iseloomustab laserkiire nõrk kuma. Seda tüüpi toiteallikas on kõige ökonoomsem, selle efektiivsus on 90%.

Sellise toitesüsteemi rakendamiseks vajate LM-2621 kiipi, mis on paigutatud 3 × 3 mm pakendisse. Seetõttu võib osade jootmisel tekkida teatud raskusi. Tahvli lõplik suurus sõltub teie oskustest ja osavusest, kuna detaile saab paigutada isegi 2 × 2 cm suurusele tahvlile.Valmis plaat on näidatud joonisel 4.

Induktiivpooli saab võtta lauaarvuti tavapärasest toiteallikast. Sellele keritakse kuni 15 pöörete arvuga 0,5 mm ristlõikega traat, nagu on näidatud joonisel. Drosselklapi läbimõõt seestpoolt on 2,5 mm.

Plaadile sobib igasugune Schottky diood väärtusega 3 A. Näiteks 1N5821, SB360, SR360 ja MBRS340T3. Dioodi toidet reguleeritakse takistiga. Häälestamise käigus on soovitatav see ühendada 100-oomise muutuva takistiga. Toimivuse kontrollimisel on kõige parem kasutada kulunud või mittevajalikku laserdioodi. Praeguse võimsuse indikaator jääb samaks nagu eelmisel diagrammil.

Olles valinud sobivaima meetodi, saate seda täiendada, kui teil on selleks vajalikud oskused. Laserdiood tuleb asetada miniatuursele jahutusradiaatorile, et see pinge tõustes üle ei kuumeneks. Pärast elektrisüsteemi kokkupaneku lõpetamist peate hoolitsema optilise klaasi paigaldamise eest.

Laser pointer- nähtavas vahemikus koherentsete ja monokromaatiliste elektromagnetlainete kaasaskantav kvantoptiline generaator kitsa kiirena. Enamasti on see valmistatud punase laserdioodi baasil, mis kiirgab vahemikus 635–670 nm, ja kollimaatoril - kaksikkumeral objektiivil kitsa kiire korraldamiseks. Haruldasematel sinistel ja lilladel ning seni (2016) veel haruldasematel rohelistel osutitel on sarnane seade. Kuni 2010. aastate alguse ja keskpaigani olid roheliste laserosutitega keeruline struktuur ja need olid infrapuna laserdioodiga pumbatud pooljuhtlaser, millele järgnes mittelineaarne sagedust kahekordistav element.

Levinuimad on punased laserviidid võimsusega kuni 1-20 mW, mõnevõrra harvem on kuni 100-200 mW osutid. Kõige võimsamad kaubanduslikult toodetud osutid: roheline kuni 1W ja sinine - kuni 5W, roheline kuni 2W.

• Laser pointer

Esiteks pumpab võimas (tavaliselt 200-1000mW) infrapuna laserdiood λ=808 nm neodüümiga legeeritud ütriumortovanadaadi (Nd:YVO 4) kristalli, kus kiirgus muundatakse 1064 nm-ks. Seejärel, läbides kaaliumtitanüülfosfaadi (KTiOPO 4, lühend KTP) kristalli, kahekordistub kiirgussagedus (1064 nm → 532 nm) ja saadakse nähtav roheline valgus. Rohelise kiirguse tekitamise ja väljundi tagavad peeglid, millest üks peegeldab täielikult kiirgust lainepikkusega 1064 ja 532 nm ning laseb täielikult läbi 808 nm pumpkiirgust ning teine ​​peegeldab täielikult 1064 nm kiirgust, kuid läbib täielikult 532 nm. Pumba kiirgus peegeldub samuti osaliselt.

Enamikus tänapäevastes rohelistes laserosutites on ütriumvanadaat ja KTP kristallid koos resonaatorpeeglitega ühendatud nn mikrokiibiks – kahe kristalli liimimiseks, mille servadele on ladestunud peeglid. Laserkiirguse tekitamiseks piisab pumba laserdioodi kiirguse fokuseerimisest Nd:YVO 4 kristalli sisse.

Kontuuri efektiivsus sõltub tugevalt pumba võimsusest ja võib ulatuda kuni 20%. Lisaks rohelisele valgusele kiirgab selline laser infrapunakiirguses märkimisväärset võimsust lainepikkustel 808 ja 1064 nm, mistõttu on sellistesse osutitesse hädavajalik paigaldada infrapunafilter (IR filter), et eemaldada infrapunakiirguse jäänused ja vältida silmakahjustusi. Roheliste osutite odavates versioonides ei pruugita sellist filtrit paigaldada, sel juhul kujutab isegi 1-5 mW võimsusega osuti nägemisele tõsist ohtu, kuna IR-kiirguse võimsus võib ulatuda kümnete millivattideni. 1064 nm kiirgus on fokusseeritud peaaegu sama hästi kui roheline ja on ohtlik, kui see langeb silma ka kaugelt, samas kui 808 nm pumbakiirgus on väga defokuseeritud ega koondunud piki kiirt, mis kujutab endast ohtu mitme meetri kaugusel .

Märkimist väärib roheliste laserite suur voolutarve – tarbitav vool ulatub sadadesse milliampidesse. Kuna tootmise ja kahekordistamise efektiivsus suureneb pumba võimsuse suurenemisega kiiresti, nõuab väljundvõimsuse suurendamine 5-lt 100 mW-le tarbitava voolu suurendamist vaid umbes kahekordseks.

Rohelise laserkursori väiksus ei võimalda paigaldada süsteemi laserdioodi ja nendesse aktiivsete kandjate temperatuuri stabiliseerimiseks. Temperatuuril on eriti tugev mõju laserdioodi kiiratavale lainepikkusele, mis viib selle kõrvalekaldumiseni neodüümi neeldumisjoone maksimumist ja väljundvõimsuse languseni. See toob kaasa asjaolu, et sellised osutid on temperatuuri muutumisel ebastabiilsed. See puudus on osaliselt kõrvaldatud laserväljundi kiirgusvõimsuse stabiliseerimisega. Selleks paigaldatakse väljundisse kiirjaotur (selle rolli täidab IR-filter, millelt peegeldub osa kiirgusest) ja fotodiood ning sisestatakse negatiivne tagasiside. Selle lahenduse puuduseks on laserdioodi rikke võimalus olulise temperatuurihälbega, mille korral väljundvõimsuse langust kompenseeriv stabiliseerimissüsteem on sunnitud seda läbivat voolu oluliselt suurendama.

Sinised laserosutajad (473 nm)

Need laserosutajad ilmusid 2006. aastal ja nende tööpõhimõte sarnaneb roheliste laserosutitega. 473 nm valgus saadakse tavaliselt 946 nm laservalguse sageduse kahekordistamisel. 946 nm saamiseks kasutatakse ütriumalumiiniumgranaadi kristalli neodüümlisanditega (Nd:YAG).

Sinised laserosutajad (445 nm)

Nendes laserosutites kiirgab valgust võimas sinine laserdiood võimsusega 1-5 vatti. Enamik neist osutitest kuulub 4. laserohu klassi ja kujutavad endast väga tõsist ohtu silmadele ja nahale nii otseselt kui ka pinnalt hajuva kiirguse näol.

Sinised osutid on populaarsust kogunud seoses suure võimsusega laserdioodide seeriatootmisega, peamiselt kompaktsete LED-projektorite jaoks, näiteks Casio Slim.

Lillad laserosutajad (405 nm)

Lillades osutites olevat valgust genereerib laserdiood, mis kiirgab kiirt lainepikkusega 405 nm. Neid lasereid kasutatakse Blu-ray plaadimängijates. Lainepikkus 405 nm on inimese nägemisega tajutava ulatuse piiril ja seetõttu tundub selliste osutite laserkiirgus hämar. Osuti valgus põhjustab aga osade objektide, millele see on suunatud, fluorestsentsi, mille heledus on silma jaoks suurem kui laseri enda heledus. Isegi kõige väiksema võimsusega need on nahale ja silmadele äärmiselt ohtlikud.

Lillad laserosutajad ilmusid kohe pärast Blu-ray-draivide tulekut seoses laserdioodide masstootmise algusega 405 nm juures.

Laserosutite kasutamine

• Laserosureid kasutatakse tavaliselt haridusasutustes ja äriesitlustes tavaliste osutite asemel. Need on sisse ehitatud projektorite kaugjuhtimispuldi või esitluste jaoks mõeldud arvuti kaugjuhtimispuldi sisse. Punaseid laserpointereid saab kasutada siseruumides ja õhtuti õues. Rohelisi laserosureid saab kasutada samades tingimustes, kuid erinevalt punastest on need päeval ja pikkadel vahemaadel tänaval selgelt nähtavad. Laserosutite ainsaks puuduseks sihtmärgile osutamisel on täpitõmblused, kuna inimese käsi ei saa värina tõttu kaua paigal püsida.
• Laserkursori tekitatud valgustäpp meelitab ligi kasse, koeri ja teisi lemmikloomi, põhjustades tugevat soovi seda püüda, mis ei ole haruldane, kui inimesed nende lemmikloomadega mängivad. Rohelised laserosutajad võivad aga kiire palju suurema heleduse tõttu looma ära ehmatada. Samuti ei tasu unustada, et inimese või looma silmadesse suunatud laserosutikiir võib kahjustada võrkkesta.
• Rohelisi laserosureid saab kasutada amatöörastronoomia jaoks. Kuuta ööl saab rohelist laserkursorit kasutada tähtedele ja tähtkujudele osutamiseks. Samuti saab laserosuti abil joondada teleskoope ja uurida teleskoobipeeglite pindade kuju (nii varjumeetodil kui ka interferomeetriliselt).
• Täpselt paigutatud laserosutit saab kasutada tuli- või õhkrelvade sihtimiseks laserosutina.
• Raadioamatöörid kasutavad laserosureid oma disainis nähtava side elemendina.
• Eemaldatud kollimaatoriga punast osutit kasutatakse amatöörholograafias. See on üks väheseid laseri rakendusi igapäevaelus, kus kasutatakse laseri kõige väärtuslikumat omadust, mis eristab seda põhimõtteliselt LED-ist – kiirguse koherentsust. Kõigil laserosutitel ei ole piisav koherentsus, mistõttu võib osutuda vajalikuks valida sobiv ja valida laserdioodi vool. Sidusust saab kodus hinnata näiteks häireid jälgides tasapinnalise paralleelse 1-2 cm paksuse klaasplaadi abil.
• Laboratoorses praktikas on laserkursor (eriti roheline) väga kasulik tööriist, millel on palju rakendusi – eelkõige saab seda kasutada vedelikus, gaasis või mis tahes läbipaistvas aines (näiteks optilises klaasis) väikese hulga tuvastamiseks. mehaaniliste lisandite või suspensioonide kogus, mis on palja silmaga nähtamatu. Rohelised ja eriti sinised või violetsed osutid koos sobiva valgusfiltriga, mis ei edasta oma kiirgust, võimaldavad visuaalselt tuvastada nõrka fluorestsentsi, mis on seotud näiteks pinna saastumisega orgaaniliste ainetega.
• Laserkursorit kui kitsalt suunatud koherentse valguse allikat saab kasutada koolifüüsika tundides visuaalsete optikakatsete demonstreerimiseks: valguse peegeldumine ja murdumine, difraktsioon ja interferents, fluorestsents (rohelise või sinise osutiga), valgusjuhid, ja muud taolist.

Turvalisus

Laserkiirgus on silmadesse sattudes ohtlik.

Tavalised laserosutajad on võimsusega 1-5 mW ja kuuluvad ohuklassi 2-3A ning võivad olla ohtlikud, kui kiir on suunatud inimese silma piisavalt pikaks ajaks või läbi optiliste instrumentide. 50-300 mW võimsusega laserosutajad kuuluvad klassi 3B ja on võimelised tekitama tõsiseid kahjustusi võrkkesta silmale isegi lühikese kokkupuute korral otsese laserkiirega, samuti spekulaarse või hajusalt peegeldunud laserkiirega. Isegi väikese võimsusega rohelised DPSS-osutajad kasutavad sisemiselt palju võimsamaid infrapunalasereid ega paku sageli piisavalt infrapunafiltrit. Selline kiirgus on nähtamatu ja seetõttu on see inimeste ja loomade nägemisele ohtlikum.

Parimal juhul on laserosutajad ainult tüütud. Kuid tagajärjed on ohtlikud, kui valgusvihk satub kellegi silma või on suunatud juhile või piloodile ja võib nende tähelepanu kõrvale juhtida või isegi pimestada. Mõnes riigis võib see kaasa tuua kriminaalvastutuse. Nii mõisteti 2015. aastal USA elanik 21 kuuks vangi politseikopteri piloodi laserosutiga lühiajalise pimestamise eest. 2017. aastal mõisteti Saksamaal 22-aastane Saksamaa elanik samalaadsete tegude eest pooleteise aasta pikkuse vangistuse.

Üha arvukad "laserintsidendid" põhjustavad Venemaal, Kanadas, USA-s ja Ühendkuningriigis nõudmisi laserosutite piiramiseks või keelamiseks. Juba praegu on Uus-Lõuna-Walesis ette nähtud trahv laserosuti omamise eest ja "laserrünnaku" eest - kuni 14-aastane vangistus.

Laserosutite kasutamine on FIFA jalgpallistaadioni ohutuseeskirjadega keelatud. Üks näide selle keelu rakendamisest oli 50 000 rahatrahv

Algselt tutvustati avalikkusele laserosutit tavapäraste puidust osutite asendajana. Nende põhieesmärk on jätkuvalt sama – märge seinatahvlitel, kaartidel, plakatitel, maalidel. Enamikku üldmüügiks müüdavatest osutitest kasutatakse siiski mitte ettenähtud otstarbel. Neid ostetakse mänguasjadena, mida turundajad ja tootjad aktiivselt kasutavad. Nad pakuvad sadu erinevaid mudeleid ja nende võimsus on sadu kordi suurem kui tahvlil näitamiseks vajalikud väärtused.

Laserosutite seade ja tööpõhimõte

Kõik kaasaegsed laserosutajad, alates väikseimast kuni võimsaimani, on pooljuhtlaserid. Gaaslasereid ei kasutata. Pooljuhtlaserid on lihtsad, ei vaja keerulisi toiteallikaid, kuid teoreetiliselt on neid võimatu ehitada suure võimsuse jaoks. See on piiratud mõne vatiga. Kodumajapidamiste jaoks on see enam kui piisav. Hea kogumisoptikaga ühevatine laserkiir on selgelt nähtav kuni 10 km kaugusel.

Pooljuhtlaseritel on LED-idega väga sarnane disain. Valgus tekib resonantsstruktuurides. Protsessi mõistmiseks võib neid kujutada antennidena, mis on kokku pandud paljudest identsetest elementidest koosnevaks võreks. Seda põhimõtet kasutatakse televisiooni antennides (traaversile paigaldatakse üksteise järel palju identseid elemente) ja radarites. Laserites täidavad "antennide" rolli pooljuhtide kristallstruktuurid. Voolu rakendamisel muudetakse elektronid footoniteks ja algab ühevärvilise optilise kiirguse protsess.

Laservalguse lainepikkus on väga väike – 0,2 kuni ühe mikromeetrini, seega on pooljuhtkristalli kiirgavad rakud nanoskoopilise suurusega. Kristall tagab täpselt samasuguse võre moodustumise suure hulga rakkudega. Seetõttu on laseri lainepikkus rangelt määratletud ja seda ei saa pärast selle tootmist muuta.

Toide, draiverid, patareid ja akud

Laserdioodi saab toita ainult väga väikese võimsusega akust. Dioodide jaoks alates 50 millivatist on vaja spetsiaalset toiteallikat. Selle peamine ülesanne on pinge stabiliseerimine. Isegi 0,1-voldine muutus võib laserdioodi eluiga drastiliselt lühendada.

Toiteallika tüüp määrab laserkursori võimsuse. Seda tehakse alati jõuvaruga. Muide, toiteplokk on osuti üks lihtsamaid ja odavamaid elemente. Tüüpiline variant on lihtne toitejuhe, mis paikneb ümmargusel laual risti. Samamoodi valmistatakse LED-taskulampide toiteallikaid või vastupidi, näiteks kompaktluminofoorlampide jaoks võimendusmuundureid. Patareidest on kasutuses 18650, 16340, 32650. Patareid on tavalised AA, AAA, C ja D. Kellapatareisid leidub sageli võtmehoidjates.

Tüüpilised mudelid, vormitegurid ja võimsus

Laserosutite alumine võimsuspiir on 1-5 millivatti. Kõige võimsam laserpointer on 10-20 vatti. Laserosutitele on saadaval ainult kolm värvi: punane, sinine ja roheline. Mõnikord on kollaseid mudeleid, kuid need on väga kallid, need on eksootilised tooted. Keskmise variandina on ka rohekassinised laserid. Parim on kasutada rohelisi lasereid – rohelist laserit. Nende lainepikkus on võimalikult lähedane inimese võrkkesta tundlikkuse tipule.

Rohelisel laseril põhinev populaarne laserkursor on esitluste jaoks pliiatsi kujul. On mudeleid, mis on tavalise käepideme sisse ehitatud. Sellistelt toodetelt pole vaja suurt võimsust, vastupidi, see häirib ja kahjustab nägemist, muutes valguspunkti liiga heledaks.

Laserosutite valimine: mida otsida

• Võimsus on võtmekriteerium. See on näidatud millivattides ja mõjutab otseselt hinda. Suurem võimsus – kõrgem hind ja toote üldine keerukus. Võimsamatel laserdioodidel on lühem eluiga. Need kuumenevad töö ajal intensiivselt ja nende valgusvõimsus langeb kiiremini;
• Toitumine. Vahetatavad akud on parim valik. Kellapatareidelt töötavad laserosutajad ei sobi üldse pidevaks kasutamiseks. Teine hea võimalus on ühendatud AA ja AAA patareid. Need sobivad aeg-ajalt kasutamiseks. Kui laserit võtta kui harva kasutatavat mänguasja, on AA patareid parim valik. Patareid on õigustatud ainult sagedase kasutamise korral või kui teil on mõni muu seade, mis töötab samade patareidega. Siis saab neid kiiresti ümber korraldada;
• Šassii ja jahutusradiaator. Survevalualumiiniumist korpus – parim soojuse hajutamine. Plekist ja plastikust korpus on kasutatav ainult väikese võimsusega mudelite jaoks.

Kui laserpointer ostetakse mitte esitluste jaoks, vaid huvitava suveniirina või mänguasjana, on rohkem jõudu kasulik. Mida rohkem võimsust, seda huvitavamaks laserkursor muutub. Selle kursor on nähtav kaugemalt.

Reguleeritud toiterežiim on väga oluline. See võimaldab laserdioodil töötada õrnemas režiimis ja see kestab kauem. Samuti lisab reguleeritav võimsus uusi funktsioone, näiteks kassi jaoks tuleb seadistada kõige vähem energiatarbega režiim. Kassid reageerivad hästi punasele ja rohelisele laserile. Ettevaatusabinõud on siin samad, mis inimeste puhul. Kassi silm on laserite eest sama kaitsmata kui inimsilm.

Millised on võimsa laseri võimalused?

• Pikamaa alarm. Võimas laser võib asendada pürotehnilisi signaalseadmeid. See on eriti tõhus mägistel aladel, kus asulatest on hea nähtavus;
• Suurte vahemaade mõõtmiste läbiviimine. Näiteks 10 W rohelise laser-laserkursoriga saab mõõta maapinna kumerust;
• Võimsa laseri kasutamine välklampide ja muude meelelahutusseadmete valgusallikana. Optilisi otsikuid tala jagamiseks, erinevate kujundite ja pealdiste esiletõstmiseks on saadaval lugematul hulgal. Nendest leiate alati kõige ootamatumad valikud;
• Laserlasketiir laserpõletavate kuulidega. Seade töötab ainult lühikese vahemaa tagant;
• Laserpiire pikkadeks vahemaadeks. Fotorelee, isetehtud lidarid, optilised sidejaamad ja muud seadmed.

Võimas laser suudab valgustada pilvi, mis on tõhus signaalimisvahend. Heade asjaolude korral on selline signaal isegi märgatavam kui valgustav rakett. Seadmetes töötavad võimsad laserid impulssrežiimis.

Eraldi suund on seotud võimsate laserediktide kasutamisega graveerimisel. Selleks sobivad ainult kõige võimsamad üle 10-vatised mudelid. Graveerimine on võimalik pehmetele materjalidele nagu puit.

Laserpointeri käsitsemise ettevaatusabinõud

Igasugune, isegi kõige väiksema võimsusega laser on silmadele äärmiselt ohtlik, seega on laserosuti käsitsemisel esimene ja peamine ohutusreegel mitte suunata seda oma silmadesse. Roheline roheline laser on nägemisele kõige ohtlikum.

Osutite kasutamine lennujaamades ja kiirteedel on keelatud. Seal võib hele valguslaik (isegi kui see kedagi pimestada ei tee) ikkagi hädaolukorra tekitada. Laserkursor võib juhti või pilooti kaugelt pimestada. Võimsate laserite puhul ületab see vahemaa ühe kilomeetri. Seda tuleb ohutuks käsitsemiseks arvesse võtta. Võimsate laserosutitega on kaasas kaitseprillid. Neid tuleb kanda vastavalt juhistele.

Laserosutite paljutõotavad arengud

Pooljuhtlaserid on juba väga kõrge efektiivsusega. Sellest hoolimata on edasiste arenduste peamiseks suunaks efektiivsuse tõstmine koostise ja tootmistehnoloogia valikuga. Võimas laser kuumeneb üsna intensiivselt, mis näitab, et selle efektiivsus pole kaugeltki ideaalne. Laserite efektiivsus kasvab ligikaudu sama palju kui LED-idel. Seal on sarnane tootmistehnoloogia. Mõlemad on pooljuhtvalgusallikad.

Laserosutite uute värvide hankimisel on käimas ka muud arendused. Kummalisel kombel pole ka see tehniline probleem lahenenud. Roheline laserroheline ja punane on juba liiga tuttavaks saanud. Muud värvi laserosutajad oleksid väga huvitavad, kuid kollaste ja oranžide laserite tootmiseks kasutatavad pooljuhid on endiselt väga kallid. Nende maksumuse vähendamiseks on käimas arendused.

Leidsin Internetis järgmised avaldused:
Laserit saab rõdult liigutada ja kellegi võrkkesta ära põletada. Sina, su vanemad, su lapsed. Kas sa saad aru? See on vabalt saadaval, ilma piiranguteta.
Põletatud võrkkesta ei taastu. Idioote, kes sellistele idiootidele selliseid asju müüvad, tuleks karistada. Kui näen tänaval idiooti sarnase mänguasjaga, siis võtan selle noorukilt ära ja annan paar laksu näkku. Kes on vanem – ma karistan palju tõsisemalt, kuni noa- ja püssipauguni välja. Ostetud - põletage võrkkesta ise. Sa ohustad teisi – saa aru.

Taoliste väidete autori vaimse seisundi küsimust me siinkohal ei käsitle, küll aga saab rääkida laserosutite ohutusest.

Alustuseks tasub märkida, et laser on loomulikult seade, mis kujutab endast ohtu nägemisele ja mõnikord ka elule. Üldiselt ei saa seda suunata sinna, kus võib olla inimese nägu. Ja kassidega saate mängida ainult kõige vähem võimsate mudelite abil. Võimsamate kui 5 mW laserite puhul on väga soovitav omada kaitseprille ja kui võimsust mõõdetakse sadades millivattides, pole ilma nendeta töötamine mitte ainult ohtlik, vaid ka lihtsalt ebameeldiv.

AGA tänapäevaste näpunäidete oht massiteadvuses on tugevalt liialdatud. Olen seda teemat selles artiklis juba puudutanud. Siinkohal tsiteerin eraldi kunstilisuse seisukohalt kokkusurutud ja info seisukohalt laiendatud osutite ohtlikkuse küsimuse.

Esiteks tasub kohe märkida, et laserosuti ei saa anda "pauku - ja sa oled pime". Isegi kui suunate kõige võimsama mudeli spetsiaalselt otse silma. Reeglina viib see selleni, et võrkkestale ilmub veel üks pimeala (lisaks sellele, mis kõigil on juba sünnist saati). Mõne kuu jooksul pärast vigastust värskendab aju "surnud pikslite kaarti" ja koht ei tekita enam ebamugavust. Kuid täpi piirkonda sattunud objektide kujutist silm loomulikult ei taju. Tavaliselt tuleb selle märkamiseks eriliselt pingutada (otsime internetist "pimeala tuvastamine"). Ühel mu tuttaval, kes tegeles laserite joondamisega, on selliseid kohti mitu, aga elus need teda kuidagi ei sega. Muidugi pole see põhjus "möllule asuda", seda enam, et mõnel juhul on võimalik palju tõsisem nägemise kaotus. Kuid see on põhjus, miks ei pea kartma, et igal sekundil võib keegi rõdult osutiga suunates su nägemise ära võtta.

Teiseks oleks tõsine viga eeldada, et laseri valgus levib rangelt paralleelselt. Sellel on teatav lahknevus. Enamiku osutite puhul on see vahemikus 1–2 mrad ja halvima puhul 5 mrad või isegi rohkem. Nägemisele on ohtlik vaid silma pupill, mille pindala ka pimedal ööl ei ületa 50 mm 2, sisenev valgus. Mida kaugemal silm osutist on, seda vähem jõudu see silma võib sattuda. Üks tuntud raskeveokite osutite tootja loetleb nende omadustes muu hulgas vahemiku, millele need ohtu kujutavad. 1000 mW (täpselt tuhande) osuti puhul, mille lahknemine on 1,5 mrad, on see 150 m. Lisaks ei kujuta see endast tõsist ohtu. Kuid enamikul nüüd müüdavatest nii suure võimsusega osutitest on divergents vähemalt kaks korda suurem, mis vähendab proportsionaalselt ohtlikku vahemaad. Nii et sadade meetrite kaugusele "saabunud" kiir ei saa kedagi vigastada. Sama kehtib ka juhusliku peegeldunud kiire tabamuse kohta silma: enamasti on ohtlik vaid peegeldumine tasaselt või kergelt nõgusalt pinnalt. Kumeralt või matilt pinnalt peegeldus võib nägemist rikkuda vaid pikaajalisel vaatlusel, sest. silma jõuab vaid väike osa väljastatavast võimsusest.

Lõpuks pole võimsusregistritel midagi pistmist nende osutite võimsusega, mida müüakse maa-alustes käikudes. Suure tõenäosusega ei leia sealt isegi 500 mW mudeleid. Tugevusest 200-300 mW. Kuid need numbrid on liiga suured. Kogemused on näidanud, et Hiina roheliste osutite võimsus on tavaliselt 1,5–3,0 korda väiksem kui reklaamitud. Mõnikord petavad isegi 10 korda ... Kvaliteetsed võimsad osutid, kuigi need lähevad odavamaks, pole sugugi nii kiired, kui meid hirmutavad. Kui veel viis aastat tagasi maksis kvaliteetne 300 mW mudel 1000 dollarit, siis nüüdseks on hind langenud 300 dollarile. Isegi kui veel 5 aasta pärast langeb hind 100 dollarile, pole see ikkagi selgelt hind, millega koolilapsed seda massiliselt ostavad.