Cum funcționează un pointer laser? Indicatorul laser este un instrument eficient de semnalizare, o jucărie, un suvenir amuzant


Indicatoarele luminoase sunt folosite în educație, industrie și divertisment. Indicatoarele pot fi celule de baterie și dispozitive cu lasere cu stare solidă în interior. În funcție de culoare, costul și puterea pointerelor laser variază.

Indicator de lumină roșie

Indicatoarele laser roșii sunt cele mai ieftine de produs, deoarece spectrul de culori nu necesită consum de energie și are următoarele caracteristici:

  • baterie - baterii convenționale;
  • puterea unui astfel de fascicul variază de la 1 la 100 mW;
  • durata de viață a unor astfel de produse nu depășește 1-2 ani.

În timp, lungimea de undă a laserului roșu este redusă, fasciculele își pierd putere din cauza scăderii marjei de siguranță a celulelor bateriei sau din cauza arderii diodelor.


Laserele roșii

Indicatoare cu laser verde (laser verde)

Dispozitivele echipate cu verde sunt mai mult percepute de ochiul uman, comparativ cu toate celelalte, cu toate acestea, această regulă este aplicabilă doar în timpul zilei, noaptea culoarea verde este percepută mai rău.

Laserul cu fascicul verde are următoarele caracteristici:

  • baza de utilizare este laserele cu stare solidă echipate cu diode;
  • eficienta - 20% din puterea nominala;
  • alimente - baterie tabletă;
  • începerea producției - 2006 împreună cu alte elemente de culoare;
  • lungime de undă laser verde - 532 nm.

Indicator laser albastru

Indicatoarele laser albastre au un principiu de control și funcționare similar cu cele verzi. Aceste indicatoare au următoarele caracteristici:

  • lungimea fasciculului - variază în funcție de nuanță și pentru albastru strălucitor este de 445 nm, pentru tern (turcoaz) 473 nm, iar pentru albastru 490 nm;
  • afectarea probabilă a sănătății umane este cea mai mare dintre toate culorile utilizate în indicatori;
  • eficiență - 3%, care este unul dintre cei mai mici indicatori;
  • elementul principal sunt diodele cu stare solidă.

LU galben

Indicatoarele de lumină galbenă sunt mai puțin comune printre restul și au următoarele caracteristici:

  • lungimea fasciculului - 594 nm (unul dintre cei mai mari indicatori);
  • eficiență - mai puțin de 1% - cea mai scăzută din clasă;
  • durata de viață - 2-4 ani;
  • principiul de funcționare - diode cu stare solidă;
  • dezvoltare - 2008.

LU violet

Un tip special de indicator luminos asociat cu apariția unei noi tehnologii pentru digitizarea media Blu-ray. Aceste indicatoare au următoarele funcții:

  • lungimea fasciculului luminos - 405 nm;
  • data punerii in functiune - 2008;
  • durata de viață - 3-5 ani;
  • principiu de funcționare - diode cu stare solidă de mare putere.

Aplicarea pointerelor laser

Utilizarea pointerelor laser are o gamă largă și se extinde la multe domenii ale vieții. Cel mai adesea sunt folosite:

  • pentru evidențierea țintelor în vizorul colimator al armelor de foc (pistoale, puști, mitraliere), precum și a indicatorilor de ținte pentru artilerie sau aviație la distanțe scurte;
  • în activitățile științifice, astfel de indicatori sunt utilizați pentru a detecta gazul în lichide atunci când este imposibil să-l recunoașteți cu ochiul uman obișnuit;
  • Laserul verde chinezesc este folosit în cercetarea astronomică. Astfel de indicatoare sunt folosite pentru a studia granițele vizibile pentru ochi și pentru a desemna obiecte spațiale, pentru a le fixa. Noaptea, oamenii de știință folosesc indicatori de diferite spectre pentru a determina direcția stelelor, fixând-o cu un fascicul de lumină direcționat;
  • în activitățile educaționale, astfel de indicatoare sunt folosite pentru a demonstra prezentări, prelegeri și seminarii științifice care necesită demonstrație folosind un indicator color;
  • în activitățile politice și sociale, indicatorii sunt folosiți pentru prezentări, pentru a explica schemele proceselor sociale și pentru a concentra atenția publicului, a publicului și a adunării.

Siguranța laserului

Siguranța utilizării laserelor, parte integrantă a funcționării lor zilnice, astfel de dispozitive nu sunt inofensive și pot prezenta un anumit pericol, în funcție de modul în care este aranjat indicatorul laser. Pericolul fasciculului verde este cel mai mare.

Consecințele negative atunci când utilizați cel mai puternic indicator laser fără a respecta măsurile de siguranță pot fi următoarele:

  • dacă intră în ochi, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, lumina laser poate provoca arsuri retinei, ceea ce va duce la tulburări de vedere sau pierderea parțială a vederii. O astfel de lovitură poate duce la consecințe fatale dacă un astfel de fascicul este utilizat pentru piloți sau șoferi de mașini (în 2013, în Rusia, orbirea piloților de aviație civilă la apropierea orașelor a devenit larg răspândită, ceea ce ar putea duce la prăbușiri de aeronave);
  • deteriorarea pielii - atunci când utilizați lasere puternice cu un fascicul de lumină puternic timp de câteva minute, poate rămâne o arsură de 2-3 grade pe zona deschisă a pielii.

Aceste consecințe au condus la interdicții legale privind deținerea de pointere laser în unele țări, iar din acestea urmează măsuri de precauție atunci când se utilizează astfel de instrumente:

  • nu strălucește în ochi- la utilizarea unui pointer, este interzisă direcționarea unui fascicul de lumină în ochii unei persoane chiar și pentru o perioadă scurtă de timp pentru a evita arsurile retinei;
  • nu direcționați către zonele deschise ale corpului- atunci cand se folosesc lasere puternice, aceasta poate provoca si arsuri la suprafata corpului;
  • nu iradiați șoferii de vehicule - acest lucru poate duce la accidente de transport și daune materiale, până la și inclusiv deces.

Fotografie cu un indicator laser

Care este cel mai puternic indicator laser

Piața pointerelor laser este saturată în fiecare an de noi modele, a căror tendință este de a crește puterea prin utilizarea LED-urilor moderne.

Nu este un secret pentru nimeni că fiecare dintre noi în copilărie și-a dorit să aibă un astfel de dispozitiv precum o mașină cu laser care ar putea tăia sigiliile metalice și ar putea arde prin pereți. În lumea modernă, acest vis devine cu ușurință realitate, deoarece acum este posibil să construiți un laser cu capacitatea de a tăia diverse materiale.

Desigur, acasă este imposibil să faci o mașină laser atât de puternică, care să taie prin fier sau lemn. Dar cu un dispozitiv de casă, puteți tăia hârtie, sigiliu de plastic sau plastic subțire.

Cu un dispozitiv laser, puteți arde diverse modele pe foi de placaj sau pe lemn. Poate fi folosit ca lumină de fundal pentru obiectele situate în zone îndepărtate. Domeniul de aplicare a acestuia poate fi atât distractiv, cât și util în lucrările de construcție și instalare, ca să nu mai vorbim de realizarea potențialului creativ în domeniul gravurii pe lemn sau plexiglas.

taiere cu laser

Instrumente și accesorii care vor fi necesare pentru a realiza un laser cu propriile mâini:

Figura 1. Diagrama unui LED laser.

  • unitate DVD-RW defectă cu o diodă laser funcțională;
  • indicator laser sau colimator portabil;
  • fier de lipit și fire mici;
  • rezistor de 1 ohm (2 buc.);
  • condensatoare pentru 0,1 uF și 100 uF;
  • baterii AAA (3 buc.);
  • unelte mici, cum ar fi o șurubelniță, un cuțit și o pila.

Aceste materiale vor fi destul de suficiente pentru lucrările viitoare.

Deci, pentru un dispozitiv laser, în primul rând, este necesar să selectați o unitate DVD-RW cu o defecțiune mecanică, deoarece diodele optice trebuie să fie în stare bună. Dacă nu aveți un drive uzat, va trebui să îl cumpărați de la oameni care îl vând pentru piese.

Când cumpărați, rețineți că majoritatea unităților de la producătorul Samsung nu sunt potrivite pentru fabricarea unui laser de tăiere. Cert este că această companie produce unități DVD cu diode care nu sunt protejate de influențele externe. Absența unei carcase speciale înseamnă că dioda laser este supusă stresului termic și contaminării. Poate fi deteriorat cu o atingere ușoară a mâinii.

Figura 2. Laser de pe o unitate DVD-RW.

Cea mai bună opțiune pentru un laser este o unitate de la producătorul LG. Fiecare model este echipat cu un cristal cu un grad diferit de putere. Această cifră este determinată de viteza de ardere a DVD-urilor cu două straturi. Este extrem de important ca unitatea să fie o unitate de înregistrare, deoarece conține un emițător de infraroșu, care este necesar pentru a face un laser. Cel obișnuit nu va funcționa, deoarece este destinat doar citirii informațiilor.

DVD-RW 16X este echipat cu un cristal roșu de 180-200mW. O unitate de viteză de 20X conține o diodă de 250-270 mW. Înregistratoarele de mare viteză de tip 22X sunt echipate cu optică laser cu o putere de până la 300 mW.

Înapoi la index

Dezasamblarea unei unități DVD-RW

Acest proces trebuie făcut cu mare grijă, deoarece piesele interne sunt fragile și ușor de deteriorat. După ce ați demontat carcasa, veți observa imediat detaliul necesar, arată ca o mică bucată de sticlă situată în interiorul căruciorului mobil. Baza acestuia trebuie îndepărtată, este prezentat în Fig. 1. Acest element conține o lentilă optică și două diode.

În această etapă, trebuie imediat avertizat că fasciculul laser este extrem de periculos pentru vederea umană.

Cu o lovitură directă asupra lentilei, acesta dăunează terminațiilor nervoase și o persoană poate rămâne oarbă.

Raza laser are o proprietate de orbire chiar si la o distanta de 100 m, asa ca este important sa ai grija incotro il indrepti. Amintiți-vă că sunteți responsabil pentru sănătatea celorlalți în timp ce un astfel de dispozitiv este în mâinile dumneavoastră!

Figura 3. Cipul LM-317.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să știți că dioda laser poate fi deteriorată nu numai prin manipulare neglijentă, ci și prin căderi de tensiune. Acest lucru se poate întâmpla în câteva secunde, motiv pentru care diodele funcționează pe o sursă constantă de electricitate. Când tensiunea crește, LED-ul din dispozitiv își depășește norma de luminozitate, drept urmare rezonatorul este distrus. Astfel, dioda își pierde capacitatea de a se încălzi, devine o lanternă obișnuită.

Cristalul este afectat și de temperatura din jurul lui, atunci când scade, performanța laserului crește la o tensiune constantă. Dacă depășește norma standard, rezonatorul este distrus după un principiu similar. Mai rar, dioda este deteriorată de schimbări bruște, care sunt cauzate de pornirea și oprirea frecventă a dispozitivului într-o perioadă scurtă.

După îndepărtarea cristalului, este necesar să-i bandajezi imediat capetele cu fire goale. Acest lucru este necesar pentru a crea o conexiune între ieșirile sale de tensiune. La aceste ieșiri trebuie să lipiți un mic condensator de 0,1 uF cu polaritate negativă și 100 uF cu polaritate pozitivă. După această procedură, puteți îndepărta firele înfășurate. Acest lucru va ajuta la protejarea diodei laser de tranzitorii și electricitatea statică.

Înapoi la index

Nutriție

Inainte de a crea o baterie pentru dioda, trebuie avut in vedere ca aceasta trebuie alimentata de la 3V si consuma pana la 200-400 mA, in functie de viteza aparatului de inregistrare. Trebuie evitată conectarea cristalului direct la baterii, deoarece aceasta nu este o lampă simplă. Se poate deteriora chiar și sub influența bateriilor obișnuite. Dioda laser este un element independent, care este alimentat de electricitate printr-un rezistor de reglare.

Sistemul de alimentare poate fi reglat în trei moduri, cu diferite grade de complexitate. Fiecare dintre ele implică reîncărcare de la o sursă de tensiune constantă (baterii).

Prima metodă implică reglarea energiei electrice cu un rezistor. Rezistența internă a dispozitivului se măsoară prin detectarea tensiunii în timpul trecerii prin diodă. Pentru unitățile cu o viteză de scriere de 16X, 200 mA va fi suficient. Cu o creștere a acestui indicator, există posibilitatea de a distruge cristalul, așa că ar trebui să rămâneți la valoarea maximă de 300 mA. Ca sursa de alimentare, se recomanda folosirea unei baterii de telefon sau baterii de tip AAA.

Avantajele acestei scheme de alimentare sunt simplitatea și fiabilitatea. Printre deficiențe, se remarcă disconfortul cu reîncărcarea regulată a bateriei de pe telefon și dificultatea de a plasa bateriile în dispozitiv. În plus, este dificil să se determine momentul potrivit pentru a reîncărca sursa de alimentare.

Figura 4. Cipul LM-2621.

Dacă utilizați trei baterii AA, acest circuit poate fi echipat cu ușurință într-un pointer laser fabricat în China. Designul final este prezentat în Figura 2, două rezistențe de 1 ohm în serie și doi condensatori.

Pentru a doua metodă, se folosește cipul LM-317. Acest mod de aranjare a sistemului de alimentare este mult mai complicat decât precedentul; este mai potrivit pentru un tip staționar de sisteme laser. Schema se bazează pe fabricarea unui driver special, care este o placă mică. Este conceput pentru a limita curentul electric și a crea puterea necesară.

Circuitul pentru conectarea cipul LM-317 este prezentat în Fig. 3. Va necesita elemente precum un rezistor variabil de 100 ohmi, 2 rezistențe de 10 ohmi, o diodă din seria 1H4001 și un condensator de 100 microfarad.

Driverul bazat pe acest circuit menține puterea electrică (7V) indiferent de sursa de alimentare și de temperatura ambiantă. În ciuda complexității dispozitivului, acest circuit este considerat cel mai ușor de asamblat acasă.

A treia metodă este cea mai portabilă, ceea ce o face metoda preferată dintre toate. Oferă energie de la două baterii AAA, menținând un nivel constant de tensiune aplicat diodei laser. Sistemul păstrează puterea chiar și atunci când bateriile sunt descărcate.

Când bateria este complet descărcată, circuitul va înceta să funcționeze și o tensiune mică va trece prin diodă, care va fi caracterizată printr-o strălucire slabă a fasciculului laser. Acest tip de alimentare este cel mai economic, cu o eficiență de 90%.

Pentru a implementa un astfel de sistem de alimentare, veți avea nevoie de un cip LM-2621, care este găzduit într-un pachet de 3 × 3 mm. Prin urmare, este posibil să întâmpinați anumite dificultăți în timpul lipirii pieselor. Dimensiunea finală a plăcii depinde de abilitățile și dexteritatea dvs., deoarece detaliile pot fi plasate chiar și pe o placă de 2 × 2 cm. Placa finită este prezentată în Fig. 4.

Inductorul poate fi luat de la o sursă de alimentare convențională pentru un computer desktop. Un fir cu o secțiune transversală de 0,5 mm este înfășurat pe acesta cu un număr de spire de până la 15 spire, așa cum se arată în figură. Diametrul clapetei de accelerație din interior va fi de 2,5 mm.

Pentru placă este potrivită orice diodă Schottky cu o valoare de 3 A. De exemplu, 1N5821, SB360, SR360 și MBRS340T3. Puterea furnizată diodei este reglată de rezistor. În timpul procesului de reglare, se recomandă conectarea acestuia cu un rezistor variabil de 100 ohmi. Când verificați performanța, cel mai bine este să utilizați o diodă laser uzată sau inutilă. Indicatorul curent de putere rămâne același ca în diagrama anterioară.

După ce ați ales metoda cea mai potrivită, o puteți actualiza dacă aveți abilitățile necesare pentru aceasta. Dioda laser trebuie plasată pe un radiator miniatural, astfel încât să nu se supraîncălzească atunci când tensiunea crește. După finalizarea asamblarii sistemului de alimentare, trebuie să aveți grijă de instalarea sticlei optice.

Indicator laser- un generator cuantic-optic portabil de unde electromagnetice coerente și monocromatice în domeniul vizibil sub forma unui fascicul îngust. În cele mai multe cazuri, este realizat pe baza unei diode laser roșii, care emite în intervalul 635-670 nm, și a unui colimator - o lentilă biconvexă pentru organizarea unui fascicul îngust. Un dispozitiv similar are indicatoare albastre și violete mai rare și până acum (2016) verzi și mai rare. Până la începutul anilor 2010, pointerii laser verzi aveau o structură complexă și erau un laser cu stare solidă pompat de o diodă laser în infraroșu și urmat de un element de dublare a frecvenței neliniare.

Cele mai comune sunt pointerii laser roșii cu o putere de până la 1-20 mW, pointerii până la 100-200 mW sunt oarecum mai puțin obișnuiți. Cele mai puternice indicatoare produse comercial: verde până la 1W și albastru - până la 5W, verde până la 2W.

  • Indicator laser

    • În primul rând, o diodă laser în infraroșu puternică (de obicei 200-1000 mW) cu λ=808 nm pompează un cristal de ortovanadat de ytriu dopat cu neodim (Nd:YVO 4), unde radiația este convertită la 1064 nm. Apoi, trecând printr-un cristal de titanil fosfat de potasiu (KTiOPO 4 , prescurtat KTP), se dublează frecvența radiației (1064 nm → 532 nm) și se obține lumină verde vizibilă. Generarea și eliberarea radiației verzi sunt asigurate de oglinzi, dintre care una reflectă complet radiația cu o lungime de undă de 1064 și 532 nm și transmite complet radiația pompei de 808 nm, iar cealaltă reflectă complet radiația de 1064 nm, dar transmite complet 532 nm. Radiația pompei este, de asemenea, reflectată parțial.

    În majoritatea indicatoarelor laser verzi moderne, cristalele de vanadat de ytriu și KTP, împreună cu oglinzile rezonatoare, sunt combinate într-un așa-numit „microcip” - o lipire a două cristale cu oglinzi depuse pe margini. Pentru a genera radiație laser, este suficient să focalizați radiația diodei laser a pompei în interiorul cristalului Nd:YVO 4.

    Eficiența circuitului depinde puternic de puterea pompei și nu poate ajunge la mai mult de 20%. Pe lângă lumina verde, un astfel de laser emite o putere semnificativă în IR la lungimi de undă de 808 și 1064 nm, așa că este imperativ să instalați un filtru infraroșu (filtru IR) în astfel de indicatori pentru a îndepărta resturile de radiații IR și pentru a evita deteriorarea ochilor. În versiunile ieftine de indicatori verzi, este posibil să nu fie instalat un astfel de filtru, caz în care chiar și un pointer cu o putere de 1-5 mW prezintă un pericol grav pentru vedere, deoarece puterea radiației IR poate ajunge la zeci de miliwați. Radiația de 1064 nm este focalizată aproape la fel de bine ca verde și este periculoasă dacă lovește ochiul chiar și la distanță mare, în timp ce radiația pompei de 808 nm este foarte defocalizată și nu este concentrată de-a lungul fasciculului, prezentând un pericol la o distanță de câțiva metri. .

    Este de remarcat consumul mare de energie al laserelor verzi - curentul consumat ajunge la sute de miliamperi. Deoarece eficiența de generare și de dublare crește rapid odată cu creșterea puterii pompei, o creștere a puterii de ieșire de la 5 la 100 mW necesită o creștere a curentului consumat doar cu un factor de doi.

    Dimensiunea mică a indicatorului laser verde nu permite instalarea unui sistem de stabilizare a temperaturii diodei laser și a mediilor active în ele. Temperatura are un efect deosebit de puternic asupra lungimii de undă emisă de o diodă laser, ceea ce duce la îndepărtarea acesteia de la maximul liniei de absorbție a neodimului și la o scădere a puterii de ieșire. Acest lucru duce la faptul că astfel de indicatoare sunt instabile atunci când temperatura se schimbă. Acest dezavantaj este parțial eliminat prin stabilizarea puterii de radiație la ieșirea laserului. Pentru a face acest lucru, la ieșire este instalat un divizor de fascicul (al cărui rol este jucat de un filtru IR, din care se reflectă o parte a radiației) și o fotodiodă și se introduce feedback negativ. Dezavantajul acestei soluții este posibilitatea defecțiunii diodei laser cu o abatere semnificativă de temperatură, la care sistemul de stabilizare, compensând scăderea puterii de ieșire, este forțat să crească semnificativ curentul prin ea.

    Indicatoare laser albastre (473 nm)

    Aceste indicatoare laser au aparut in 2006 si au un principiu de functionare similar cu indicatoarele laser verzi. Lumina de 473 nm se obține de obicei prin dublarea frecvenței luminii laser de 946 nm. Pentru a obține 946 nm, se folosește un cristal de granat de ytriu-aluminiu cu aditivi de neodim (Nd:YAG).

    Indicatoare laser albastre (445 nm)

    În aceste indicatori laser, lumina este emisă de o puternică diodă laser albastră de 1-5 wați. Majoritatea acestor indicatoare aparțin clasei a 4-a de pericol laser și prezintă un pericol foarte grav pentru ochi și piele, atât direct, cât și sub formă de radiații împrăștiate de suprafață.

    Indicatoarele albastre au câștigat popularitate în legătură cu producția în serie de diode laser de mare putere, în principal pentru proiectoare LED compacte, precum Casio Slim.

    Indicatori laser violet (405nm)

    Lumina din indicatoarele violet este generată de o diodă laser care emite un fascicul cu o lungime de undă de 405 nm. Aceste lasere sunt utilizate în playerele Blu-ray Disc. Lungimea de undă de 405 nm se află la limita intervalului perceput de vederea umană și, prin urmare, radiația laser a unor astfel de indicatori pare slabă. Cu toate acestea, lumina indicatorului provoacă fluorescența unora dintre obiectele către care este îndreptat, a căror luminozitate este mai mare pentru ochi decât luminozitatea laserului însuși. Chiar și cele mai slabe sunt extrem de periculoase pentru piele și ochi.

    Indicatorii laser violet au apărut imediat după apariția unităților Blu-ray, în legătură cu începerea producției în masă a diodelor laser la 405 nm.

    Folosind pointere laser

    • Indicatoarele laser sunt utilizate în mod obișnuit în setările educaționale și prezentările de afaceri în locul indicatoarelor obișnuite. Sunt încorporate în telecomanda proiectoarelor sau telecomenzilor computerului pentru prezentări. Indicatoarele laser roșii pot fi folosite în interior și seara în aer liber. Indicatoarele laser verzi pot fi folosite în aceleași condiții, dar, spre deosebire de cele roșii, sunt vizibile clar pe stradă ziua și la distanțe mari. Singurul dezavantaj al pointerelor laser atunci când se îndreaptă spre o țintă este punctul sacadat, deoarece mâna omului nu poate rămâne staționară mult timp din cauza tremurului.
    • Punctul de lumină produs de un indicator laser atrage pisicile, câinii și alte animale de companie, provocând un impuls puternic de a-l prinde, ceea ce nu este neobișnuit ca oamenii să se joace cu aceste animale de companie. Cu toate acestea, indicatoarele laser verzi pot speria un animal din cauza luminozității mult mai mari a fasciculului. De asemenea, nu trebuie uitat că un fascicul laser îndreptat în ochii unei persoane sau a unui animal poate deteriora retina.
    • Indicatoarele laser verzi pot fi folosite pentru astronomia amatoare. Într-o noapte fără lună, un fascicul laser verde poate fi folosit pentru a indica stele și constelații. De asemenea, un pointer laser poate fi folosit pentru a alinia telescoapele și pentru a studia forma suprafețelor oglinzilor telescopului (atât prin metoda umbrei, cât și interferometric).
    • Un indicator laser poziționat cu precizie poate fi folosit ca indicator laser pentru a ținti armele de foc sau armele aeriene.
    • Indicatoarele laser sunt folosite în designul lor de către amatorii de radio ca element de comunicare în vizor.
    • Indicatorul roșu cu colimatorul îndepărtat este folosit în holografia amator. Aceasta este una dintre puținele aplicații ale laserului în viața de zi cu zi, unde este utilizată cea mai valoroasă proprietate a laserului, care îl deosebește fundamental de LED - coerența radiației. Nu toți pointerii laser au suficientă coerență, așa că poate fi necesar să selectați unul potrivit și să selectați curentul diodei laser. Coerența poate fi evaluată acasă, de exemplu, observând interferența folosind o placă de sticlă plan-paralelă de 1-2 cm grosime.
    • În practica de laborator, un indicator laser (în special unul verde) este un instrument foarte util care are multe aplicații - în special, poate fi folosit pentru a detecta într-un lichid, gaz sau orice substanță transparentă (de exemplu, sticlă optică) un mic cantitate de impurități mecanice sau suspensii care sunt invizibile cu ochiul liber.ochiul. Indicatoarele verzi și, în special, albastre sau violete, în combinație cu un filtru de lumină adecvat care nu își transmite radiația, fac posibilă detectarea vizuală a fluorescenței slabe, de exemplu, asociată cu contaminarea suprafeței cu substanțe organice.
    • Un indicator laser, ca sursă de lumină coerentă direcționată îngust, poate fi folosit în lecțiile de fizică din școală pentru a demonstra experimente vizuale în optică: reflexia și refracția luminii, difracția și interferența, fluorescența (cu un indicator verde sau albastru), ghiduri de lumină, și altele asemenea.

    Siguranță

    Radiația laser este periculoasă dacă intră în ochi.

    Indicatoarele laser convenționale au o putere de 1-5 mW și aparțin clasei de pericol 2-3A și pot fi periculoase dacă fasciculul este îndreptat spre ochiul uman pentru un timp suficient de lung sau prin instrumente optice. Indicatoarele laser cu o putere de 50-300 mW aparțin clasei 3B și sunt capabile să provoace leziuni severe ale retinei ochiului chiar și cu o expunere scurtă la un fascicul laser direct, precum și unul specular sau reflectat difuz. Chiar și pointerii verzi DPSS de putere mică folosesc lasere IR mult mai puternice în interior și adesea nu oferă suficientă filtrare IR. O astfel de radiație este invizibilă și din această cauză este mai periculoasă pentru vederea oamenilor și animalelor.

    În cel mai bun caz, indicatoarele laser sunt doar enervante. Dar consecințele vor fi periculoase dacă fasciculul intră în ochiul cuiva sau este îndreptat către șofer sau pilot și îi poate distrage atenția sau chiar îi poate orbi. În unele țări, acest lucru poate duce la răspundere penală. Așadar, în 2015, un rezident din SUA a fost condamnat la 21 de luni de închisoare pentru că a orbit pentru scurt timp un pilot de elicopter al poliției cu un indicator laser. În 2017, în Germania, un tânăr de 22 de ani rezident în Germania a fost condamnat la un an și jumătate de închisoare pentru fapte similare.

    Din ce în ce mai multe „incidente cu laser” provoacă cereri în Rusia, Canada, SUA și Marea Britanie de a limita sau interzice indicatoarele laser. Deja, în New South Wales, există o amendă pentru deținerea unui pointer laser și pentru un „atac cu laser” - o pedeapsă de închisoare de până la 14 ani.

    Utilizarea pointerelor laser este interzisă de regulamentele de siguranță FIFA pe stadionul de fotbal. Un exemplu de aplicare a acestei interdicții a fost o amendă de 50.000

Indicatoarele laser au fost introduse inițial publicului ca un înlocuitor pentru indicatoarele convenționale din lemn. Scopul lor principal continuă să fie același - o indicație pe panouri de perete, hărți, postere, picturi. Cu toate acestea, majoritatea indicatoarelor vândute pentru vânzare generală sunt folosite cu putere și nu pentru scopul lor. Ele sunt cumpărate ca jucării, care sunt utilizate în mod activ de marketeri și producători. Ele oferă sute de modele diferite, iar puterea lor este de sute de ori mai mare decât valorile necesare pentru indicarea pe tablă.

Dispozitivul și principiul de funcționare a pointerelor laser

Toate pointerele laser moderne, de la cele mai mici la cele mai puternice, sunt lasere semiconductoare. Laserele cu gaz nu sunt folosite. Laserele cu semiconductor sunt simple, nu necesită surse de alimentare complexe, dar sunt teoretic imposibil de construit pentru putere mare. Este limitat la câțiva wați. Pentru indicații de uz casnic, acest lucru este mai mult decât suficient. Un fascicul laser de un watt cu o optică de colectare bună va fi vizibil clar la o distanță de până la 10 km.

Laserele semiconductoare au un design foarte asemănător cu LED-urile. Lumina este generată în structurile rezonante. Pentru a înțelege procesul, acestea pot fi reprezentate ca antene care sunt asamblate într-o rețea de multe elemente identice. Acest principiu este utilizat în antenele de televiziune (multe elemente identice sunt instalate unul după altul pe o traversă) și în radare. La lasere, rolul de „antene” este jucat de structurile cristaline ale semiconductorilor. Când se aplică curent, electronii sunt transformați în fotoni și începe procesul de radiație optică monocromă.

Lungimea de undă a luminii laser este foarte mică - de la 0,2 la un micrometru, astfel încât celulele emițătoare dintr-un cristal semiconductor au o dimensiune nanoscopică. Cristalul asigură exact aceeași formare a rețelei cu un număr mare de celule. De aceea, lungimea de undă a unui laser este strict definită și nu poate fi modificată după ce a fost produs.

Putere, drivere, baterii și acumulatori

Dioda laser poate fi alimentată doar direct de la o baterie la o putere foarte mică. Pentru diodele de la 50 miliwați, este necesară o sursă de alimentare specializată. Funcția sa principală este stabilizarea tensiunii. Chiar și o schimbare de 0,1 volți poate scurta drastic durata de viață a unei diode laser.

Tipul de alimentare determină puterea indicatorului laser. Se face întotdeauna cu o marjă de putere. Apropo, sursa de alimentare este unul dintre cele mai simple și mai ieftine elemente ale unui pointer. O variantă tipică este un simplu driver de putere pe o placă rotundă peste carcasă. În același mod, se realizează surse de alimentare pentru lanterne cu LED sau, dimpotrivă, convertoare de impuls, de exemplu, pentru lămpi fluorescente compacte. Dintre baterii, se folosesc 18650, 16340, 32650. Bateriile sunt obișnuite AA, AAA, C și D. Bateriile pentru ceasuri se găsesc adesea în brelocuri.

Modele tipice, factori de formă și putere

Limita inferioară de putere pentru pointerele laser este de 1-5 miliwați. Cel mai puternic indicator laser este de 10-20 wați. Există doar trei culori disponibile pentru pointerele laser: roșu, albastru și verde. Uneori există modele galbene, dar sunt foarte scumpe, acestea sunt produse exotice. Ca o opțiune medie, există și lasere verzui-albastru. Cel mai bine este să folosiți lasere verzi - laser verde. Lungimea lor de undă este cât mai apropiată de sensibilitatea de vârf a retinei umane.

Bazat pe laserul verde, există un indicator laser popular pentru prezentări sub formă de stilou. Există modele care sunt încorporate într-un mâner obișnuit. Nu este necesară o putere mare de la astfel de produse, dimpotrivă, va interfera și va afecta vederea, făcând punctul de lumină prea luminos.

Alegerea pointerelor laser: ce să cauți

  • Puterea este un criteriu cheie. Este indicat în miliwați și afectează direct prețul. Putere mai mare - preț mai mare și complexitate generală a produsului. Diodele laser mai puternice au o durată de viață mai scurtă. Se încălzesc intens în timpul funcționării, iar puterea lor de lumină scade mai repede;
  • Nutriție. Bateriile înlocuibile sunt cea mai bună opțiune. Indicatoarele laser alimentate de baterii de ceas nu sunt deloc potrivite pentru utilizare continuă. O altă opțiune bună sunt bateriile unificate AA și AAA. Sunt potrivite pentru utilizare ocazională. Dacă laserul este luat ca o jucărie folosită rar, atunci bateriile AA sunt cea mai bună opțiune. Bateriile sunt justificate doar cu utilizarea frecventă, sau dacă aveți un alt dispozitiv care funcționează cu aceleași baterii. Apoi pot fi rearanjate rapid;
  • Șasiu și radiator. Corp din aluminiu turnat sub presiune - cea mai bună disipare a căldurii. Carcasa de tablă și plastic este valabilă numai pentru modelele cu putere redusă.

Dacă un pointer laser este achiziționat nu pentru prezentări, ci ca un suvenir sau jucărie interesant, atunci mai multă putere va fi utilă. Cu cât mai multă putere, cu atât indicatorul laser devine mai interesant. Indicatorul său va fi vizibil de la o distanță mai mare.

Modul de putere reglat este foarte important. Acest lucru va permite diodei laser să funcționeze într-un mod mai blând și va dura mai mult. De asemenea, puterea reglabilă adaugă noi funcții, de exemplu, pentru o pisică, trebuie să setați cel mai mic mod de putere. Pisicile răspund bine la laserele roșii și verzi. Măsurile de precauție sunt aceleași ca și în cazul oamenilor. Ochiul pisicii este la fel de neprotejat de lasere ca și ochiul uman.

Care sunt posibilitățile unui laser puternic?

  • Alarma de lunga distanta. Un laser puternic poate înlocui dispozitivele de semnalizare pirotehnică. Este eficient mai ales în zonele muntoase cu vizibilitate bună din așezări;
  • Efectuarea măsurătorilor de distanțe mari. De exemplu, un indicator laser verde de 10 W poate măsura curbura suprafeței pământului;
  • Folosind un laser puternic ca sursă de lumină pentru lumini stroboscopice și alte dispozitive de divertisment. Duze optice pentru împărțirea fasciculului, evidențierea diferitelor figuri și inscripții sunt disponibile în nenumărate varietăți. Puteți găsi întotdeauna cele mai neașteptate opțiuni în ele;
  • Poligon de tragere cu laser cu bile care arde cu laser. Aparatul functioneaza doar la o distanta mica;
  • Gard cu laser pentru distanțe lungi. Fotoreleu, lidare auto-fabricate, stații de comunicații optice și alte dispozitive.

Un laser puternic poate ilumina norii, ceea ce este un mijloc eficient de semnalizare. Cu un set bun de circumstanțe, un astfel de semnal este chiar mai vizibil decât o rachetă luminoasă. În dispozitive, laserele puternice funcționează în modul pulsat.

O direcție separată este asociată cu utilizarea unor edicte puternice cu laser pentru gravare. Doar cele mai puternice modele de peste 10 wați sunt potrivite pentru asta. Gravura este posibilă pe materiale moi, cum ar fi lemnul.

Măsuri de precauție pentru manipularea indicatorului laser

Orice, chiar și cel mai redus laser este extrem de periculos pentru ochi, așa că prima și principala regulă de siguranță atunci când manipulați un indicator laser este să nu îl îndreptați în ochi. Laserul verde verde este cel mai periculos pentru vedere.

Este interzisă utilizarea indicatoarelor în aeroporturi și pe autostrăzi. Acolo, un punct luminos de lumină (chiar dacă nu orbește pe nimeni) poate crea în continuare o urgență. Șoferul sau pilotul pot fi orbiți de un indicator laser de la o distanță mare. Pentru laserele puternice, această distanță depășește un kilometru. Acest lucru trebuie luat în considerare pentru manipularea în siguranță. Indicatoarele laser puternice vin cu ochelari de protecție. Acestea trebuie purtate conform instructiunilor.

Evoluții promițătoare ale pointerelor laser

Laserele cu semiconductori au deja o eficiență foarte mare. Cu toate acestea, direcția principală a dezvoltărilor ulterioare este creșterea eficienței prin selectarea compoziției și a tehnologiei de producție. Un laser puternic se încălzește destul de intens, ceea ce indică faptul că eficiența lui este departe de a fi ideală. Eficiența laserelor crește aproximativ la fel ca și a LED-urilor. Există o tehnologie de producție similară. Ambele sunt surse de lumină semiconductoare.

Alte evoluții sunt în curs de desfășurare în obținerea de noi culori pentru pointerii laser. Destul de ciudat, dar nici această problemă tehnică nu a fost rezolvată. Laser verde verde și roșu a devenit deja prea familiar. Alte culori de pointere laser ar fi foarte interesante, dar semiconductorii pentru producerea laserelor galbene și portocalii sunt încă foarte scumpe. Sunt în curs de dezvoltare pentru a le reduce costurile.

Am dat peste aceste afirmații online:
Puteți muta laserul de pe balcon și puteți arde retina cuiva. Tu, părinții tăi, copiii tăi. Intelegi? Este disponibil gratuit, fără restricții.
Retina pârjolită nu este restaurată. Idioții care vând astfel de lucruri unor astfel de idioți ar trebui pedepsiți. Dacă văd un idiot pe stradă cu o jucărie asemănătoare, îi voi lua tânărului și îi voi da câteva palme în față. Cine este mai în vârstă - voi pedepsi mult mai serios, până la înjunghiere și împușcătură. Cumpărat - ardeți singur retina. Îi pui în pericol pe alții - înțeleg.

Nu vom discuta aici problema stării mentale a autorului unor astfel de declarații, dar putem vorbi despre siguranța pointerelor laser.

Pentru început, este de remarcat faptul că un laser este, desigur, un dispozitiv care reprezintă o amenințare pentru vederea și, uneori, pentru viață. În general, nu poate fi direcționat către locul în care poate fi fața unei persoane. Și te poți juca cu pisicile doar folosind modelele cele mai puțin puternice. Pentru laserele mai puternice de 5 mW, este foarte de dorit să aveți ochelari de protecție, iar dacă puterea este măsurată în sute de miliwați, nu este doar periculos, ci și pur și simplu neplăcut să lucrați fără ei.

DAR, pericolul indicatorilor moderni în conștiința de masă este foarte exagerat. Am atins deja acest subiect în acest articol. Aici voi da separat problema pericolului indicatorilor, comprimată din punct de vedere artistic și extinsă din punct de vedere al informației.

În primul rând, merită remarcat imediat că un pointer laser nu poate oferi „buc – iar tu ești orb”. Chiar dacă direcționați în mod specific cel mai puternic model direct în ochi. De regulă, acest lucru duce la faptul că pe retină apare un alt punct orb (în plus față de ceea ce toată lumea are deja de la naștere). În câteva luni de la rănire, creierul actualizează „harta pixelilor morți” și locul încetează să provoace disconfort. Dar imaginea obiectelor care au căzut în regiunea locului, desigur, nu este percepută de ochi. De obicei, trebuie să depuneți un efort special pentru a observa acest lucru (căutăm pe Internet „detecție punct mort”). Unul dintre cunoscuții mei, care a fost angajat în alinierea laserelor, are mai multe astfel de pete, dar în viață nu interferează cu el în niciun fel. Bineînțeles, acesta nu este un motiv pentru a „încălca”, mai ales că în unele cazuri este posibilă o pierdere mult mai gravă a vederii. Dar acesta este un motiv să nu-ți mai fie frică că în orice secundă cineva te poate lipsi de vedere strălucind un indicator de pe balcon.

În al doilea rând, ar fi o greșeală gravă să presupunem că lumina de la laser se propagă strict în paralel. Are o anumită divergență. Pentru majoritatea indicatorilor, este în intervalul 1-2 mrad, iar în cel mai rău - 5 mrad sau chiar mai mult. Numai lumina care pătrunde în pupila ochiului, a cărei zonă chiar și într-o noapte întunecată nu depășește 50 mm 2, este periculoasă pentru vedere. Cu cât ochiul este mai departe de indicator, cu atât mai puțină putere poate intra în ochi. Un producător binecunoscut de indicatori pentru sarcini grele enumeră în caracteristicile lor, printre altele, intervalul pentru care reprezintă un pericol. Pentru 1000 mW (exact o mie) de indicator cu o divergență de 1,5 mrad, acesta este 150 m. În plus, nu reprezintă o amenințare serioasă. Dar majoritatea indicatoarelor unei astfel de puteri uriașe vândute au acum cel puțin de două ori divergența, ceea ce reduce proporțional distanța periculoasă. Așa că o grindă care „a ajuns” la sute de metri distanță nu poate răni pe nimeni. Același lucru este valabil și pentru o lovire accidentală a unui fascicul reflectat în ochi: în cele mai multe cazuri, doar o reflexie speculară de pe o suprafață plană sau ușor concavă este periculoasă. Reflectarea de pe o suprafață convexă sau mată poate strica vederea numai în timpul observației pe termen lung, deoarece. doar o mică parte din puterea emisă ajunge la ochi.

În cele din urmă, înregistrările de putere nu au nimic de-a face cu puterea acelor indicatori care sunt vândute în pasaje subterane. Cel mai probabil, nu vei găsi acolo nici măcar modele de 500 mW. De la puterea de 200-300 mW. Dar aceste cifre sunt prea mari. Experiența a arătat că indicatoarele verzi chinezești au de obicei de 1,5-3,0 ori mai puțină putere decât cea anunțată. Uneori înșală chiar și de 10 ori... Indicatoarele puternice de înaltă calitate, deși devin mai ieftine, nu sunt deloc atât de rapide pe cât ne sperie. Dacă în urmă cu cinci ani un model de înaltă calitate de 300 mW costa 1000 USD, acum prețul a scăzut la 300 USD. Chiar dacă în alți 5 ani prețul scade la 100 de dolari, în mod clar acesta nu este prețul la care școlarii îl vor cumpăra în masă.

ARTICOLE SIMILARE