Svetelné ukazovatele sa používajú vo vzdelávaní, priemysle a zábave. Ukazovatele môžu byť batériové články a zariadenia s polovodičovými lasermi vo vnútri. V závislosti od farby sa cena a výkon laserového ukazovátka líšia.

Ukazovateľ červeného svetla

Červené laserové ukazovátka sú najlacnejšie na výrobu, pretože farebné spektrum nevyžaduje spotrebu energie a má nasledujúce vlastnosti:

• batéria - konvenčné batérie;
• výkon takéhoto lúča sa pohybuje od 1 do 100 mW;
• životnosť takýchto výrobkov nepresahuje 1-2 roky.

Postupom času sa vlnová dĺžka červeného lasera zmenšuje, lúče strácajú energiu v dôsledku zníženia bezpečnostnej rezervy článkov batérie alebo v dôsledku vyhorenia diód.

Červené lasery

Zelené laserové ukazovátka (zelený laser)

Zariadenia vybavené zelenou farbou sú vnímané ľudským okom viac, v porovnaní so všetkými ostatnými, toto pravidlo však platí len počas denného svetla, v noci je zelená farba vnímaná horšie.

Laser so zeleným lúčom má nasledujúce vlastnosti:

• základom pre použitie sú pevnolátkové lasery vybavené diódami;
• účinnosť - 20% menovitého výkonu;
• jedlo - batéria tabletu;
• začiatok výroby - 2006 spolu s ďalšími farebnými prvkami;
• vlnová dĺžka zeleného lasera - 532 nm.

Modré laserové ukazovátko

Modré laserové ukazovátka majú podobný princíp ovládania a fungovania ako zelené. Tieto ukazovatele majú nasledujúce vlastnosti:

• dĺžka lúča - mení sa v závislosti od odtieňa a pre jasne modrú je 445 nm, pre matnú (tyrkysovú) 473 nm a pre modrú 490 nm;
• pravdepodobné poškodenie ľudského zdravia je najväčšie spomedzi všetkých farieb používaných v ukazovateľoch;
• účinnosť - 3%, čo je jeden z najmenších ukazovateľov;
• hlavným prvkom sú polovodičové diódy.

LU žltá

Ukazovatele žltého svetla sú medzi ostatnými menej bežné a majú nasledujúce vlastnosti:

• dĺžka lúča - 594 nm (jeden z najväčších ukazovateľov);
• účinnosť - menej ako 1% - najnižšia sadzba v triede;
• životnosť - 2-4 roky;
• princíp činnosti - polovodičové diódy;
• vývoj - 2008.

LU fialová

Špeciálny druh svetelného ukazovateľa spojený so vznikom novej technológie na digitalizáciu Blu-ray médií. Tieto ukazovatele majú nasledujúce funkcie:

• dĺžka svetelného lúča - 405 nm;
• dátum uvedenia do prevádzky - 2008;
• životnosť - 3-5 rokov;
• princíp činnosti - vysokovýkonné polovodičové diódy.

Aplikácia laserového ukazovátka

Využitie laserových ukazovátkov má široký rozsah a zasahuje do mnohých oblastí života. Najčastejšie sa používajú:

• na zvýraznenie cieľov v kolimátorových mieridlách strelných zbraní (pištole, pušky, guľomety), ako aj označenia cieľov pre delostrelectvo alebo letectvo na krátke vzdialenosti;
• vo vedeckej činnosti sa takéto ukazovatele používajú na detekciu plynu v kvapalinách, keď ho nie je možné rozpoznať bežným ľudským okom;
• Čínsky zelený laser sa používa v astronomickom výskume. Takéto ukazovatele sa používajú na štúdium hraníc viditeľných pre oko a na označenie vesmírnych objektov, ich opravu. V noci vedci používajú ukazovatele rôznych spektier na určenie smeru hviezd, pričom ich fixujú nasmerovaným lúčom svetla;
• vo vzdelávacích aktivitách sa takéto ukazovatele používajú na demonštráciu prezentácií, prednášok a vedeckých seminárov, ktoré vyžadujú demonštráciu pomocou farebného ukazovateľa;
• v politických a spoločenských aktivitách sa ukazovatele používajú na prezentácie, na vysvetlenie schém spoločenských procesov a na sústredenie pozornosti publika, verejnosti a zhromaždenia.

Laserová bezpečnosť

Bezpečnosť používania laserov, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou ich každodennej prevádzky, takéto zariadenia nie sú neškodné a môžu niesť určité nebezpečenstvo v závislosti od usporiadania laserového ukazovátka. Nebezpečenstvo zeleného lúča je najvyššie.

Negatívne dôsledky pri použití najvýkonnejšieho laserového ukazovátka bez dodržania bezpečnostných opatrení môžu byť nasledovné:

• ak sa dostane čo i len na krátky čas do očí, laserové svetlo môže spôsobiť popáleniny sietnice, čo povedie k poškodeniu zraku alebo čiastočnej strate zraku. Takýto zásah môže mať fatálne následky, ak sa takýto lúč použije pre pilotov alebo vodičov áut (v roku 2013 sa v Rusku rozšírilo oslepenie pilotov civilného letectva pri približovaní sa k mestám, čo mohlo viesť k pádom lietadiel);
• poškodenie pokožky - pri použití výkonných laserov so silným svetelným lúčom na niekoľko minút môže na otvorenej ploche pokožky zostať popálenina 2-3 stupňov.

Tieto dôsledky viedli v niektorých krajinách k zákonnému zákazu držby laserových ukazovátkov, z čoho vyplývajú preventívne opatrenia pri používaní takýchto nástrojov:

• nesvietiť do očí- pri použití ukazovátka je zakázané nasmerovať lúč svetla do očí osoby aj na krátky čas, aby sa predišlo popáleniu sietnice;
• nesmerujte do otvorených oblastí tela- pri použití výkonných laserov môže dôjsť aj k popáleniu povrchu tela;
• neožarujte vodičov vozidiel – môže to viesť k dopravným nehodám a škodám na majetku, vrátane smrti.

Fotografia laserového ukazovátka

Aké je najvýkonnejšie laserové ukazovátko

Trh s laserovými ukazovadlami je každoročne presýtený novými modelmi, ktorých trendom je zvyšovanie výkonu pomocou moderných LED diód.

Nie je žiadnym tajomstvom, že každý z nás v detstve chcel mať také zariadenie, ako je laserový stroj, ktorý dokáže rezať kovové tesnenia a prepaľovať steny. V modernom svete sa tento sen ľahko stáva skutočnosťou, pretože teraz je možné postaviť laser so schopnosťou rezať rôzne materiály.

Samozrejme, že doma nie je možné vyrobiť taký výkonný laserový stroj, ktorý prereže železo alebo drevo. Ale pomocou domáceho zariadenia môžete rezať papier, plastové tesnenie alebo tenký plast.

Pomocou laserového zariadenia môžete vypaľovať rôzne vzory na listy preglejky alebo na drevo. Dá sa použiť ako podsvietenie objektov nachádzajúcich sa v odľahlých oblastiach. Rozsah jeho uplatnenia môže byť zábavný aj užitočný pri stavebných a inštalačných prácach, nehovoriac o realizácii kreatívneho potenciálu v oblasti gravírovania do dreva či plexiskla.

rezací laser

Nástroje a príslušenstvo, ktoré budú potrebné na výrobu lasera vlastnými rukami:

Obrázok 1. Schéma laserovej LED.

• chybná DVD-RW mechanika s funkčnou laserovou diódou;
• laserové ukazovátko alebo prenosný kolimátor;
• spájkovačka a malé drôty;
• 1 ohmový odpor (2 ks);
• kondenzátory pre 0,1 uF a 100 uF;
• batérie AAA (3 ks);
• malé nástroje ako skrutkovač, nôž a pilník.

Tieto materiály budú dosť pre nadchádzajúcu prácu.

Pre laserové zariadenie je teda v prvom rade potrebné vybrať mechaniku DVD-RW s mechanickou poruchou, pretože optické diódy musia byť v dobrom stave. Ak nemáte opotrebovaný disk, budete si ho musieť kúpiť od ľudí, ktorí ho predávajú na diely.

Pri kúpe majte na pamäti, že väčšina pohonov od výrobcu Samsung je nevhodná na výrobu rezacieho lasera. Faktom je, že táto spoločnosť vyrába DVD mechaniky s diódami, ktoré nie sú chránené pred vonkajšími vplyvmi. Absencia špeciálneho krytu znamená, že laserová dióda je vystavená tepelnému namáhaniu a kontaminácii. Jemným dotykom ruky sa môže poškodiť.

Obrázok 2. Laser z jednotky DVD-RW.

Najlepšou možnosťou pre laser je disk od výrobcu LG. Každý model je vybavený kryštálom s iným stupňom výkonu. Tento údaj je určený rýchlosťou napaľovania dvojvrstvových diskov DVD. Je mimoriadne dôležité, aby bola jednotka nahrávacou jednotkou, pretože obsahuje infračervený žiarič, ktorý je potrebný na výrobu lasera. Zvyčajný nebude fungovať, pretože je určený iba na čítanie informácií.

16X DVD-RW je vybavené 180-200mW červeným kryštálom. Pohon s rýchlosťou 20X obsahuje diódu 250-270mW. Vysokorýchlostné zapisovače typu 22X sú vybavené laserovou optikou s výkonom až 300 mW.

Späť na index

Demontáž jednotky DVD-RW

Tento proces sa musí robiť veľmi opatrne, pretože vnútorné časti sú krehké a ľahko sa poškodia. Po demontáži puzdra si okamžite všimnete potrebný detail, vyzerá to ako malý kúsok skla umiestnený vo vnútri pohyblivého vozíka. Jeho základňu je potrebné odstrániť, je to znázornené na obr. Tento prvok obsahuje optickú šošovku a dve diódy.

V tejto fáze je potrebné okamžite varovať, že laserový lúč je mimoriadne nebezpečný pre ľudský zrak.

Pri priamom zásahu do šošovky poškodí nervové zakončenia a človek môže zostať slepý.

Laserový lúč má oslepovaciu vlastnosť aj na vzdialenosť 100 m, preto je dôležité dávať pozor, kam ho nasmerujete. Pamätajte, že ste zodpovedný za zdravie ostatných, kým máte takéto zariadenie vo svojich rukách!

Obrázok 3. Čip LM-317.

Pred začatím práce musíte vedieť, že laserová dióda sa môže poškodiť nielen neopatrným zaobchádzaním, ale aj poklesom napätia. To sa môže stať v priebehu niekoľkých sekúnd, a preto diódy pracujú na konštantnom zdroji elektriny. Keď napätie stúpa, LED v zariadení prekročí svoju normu jasu, v dôsledku čoho sa rezonátor zničí. Dióda tak stráca schopnosť zahrievania, stáva sa z nej obyčajná baterka.

Kryštál ovplyvňuje aj teplota okolo neho, pri jeho páde sa výkon lasera zvyšuje pri konštantnom napätí. Ak prekročí štandardnú normu, rezonátor sa zničí podľa podobného princípu. Menej často dochádza k poškodeniu diódy náhlymi zmenami, ktoré sú spôsobené častým zapínaním a vypínaním zariadenia v krátkom čase.

Po odstránení kryštálu je potrebné jeho konce ihneď obviazať holými drôtmi. To je potrebné na vytvorenie spojenia medzi jeho napäťovými výstupmi. K týmto výstupom je potrebné prispájkovať malý kondenzátor 0,1 uF so zápornou polaritou a 100 uF s kladnou polaritou. Po tomto postupe môžete odstrániť navinuté drôty. To pomôže chrániť laserovú diódu pred prechodnými javmi a statickou elektrinou.

Späť na index

Výživa

Pred vytvorením batérie pre diódu je potrebné vziať do úvahy, že musí byť napájaná z 3V a spotrebuje až 200-400 mA v závislosti od rýchlosti záznamového zariadenia. Mali by ste sa vyhnúť priamemu pripojeniu kryštálu k batériám, pretože nejde o jednoduchú lampu. Môže sa zhoršiť aj pod vplyvom bežných batérií. Laserová dióda je samostatný prvok, ktorý je napájaný elektrickou energiou cez regulačný odpor.

Napájací systém je možné nastaviť tromi spôsobmi s rôznym stupňom zložitosti. Každá z nich zahŕňa dobíjanie zo zdroja konštantného napätia (batérie).

Prvá metóda zahŕňa reguláciu elektriny pomocou odporu. Vnútorný odpor zariadenia sa meria detekciou napätia pri prechode diódou. Pre jednotky s rýchlosťou zápisu 16X bude postačovať 200 mA. So zvýšením tohto ukazovateľa existuje možnosť poškodenia kryštálu, takže by ste sa mali držať maximálnej hodnoty 300 mA. Ako zdroj energie sa odporúča použiť telefónnu batériu alebo batérie typu AAA.

Výhodou tejto schémy napájania je jednoduchosť a spoľahlivosť. Medzi nedostatky možno zaznamenať nepohodlie s pravidelným nabíjaním batérie z telefónu a ťažkosti s umiestnením batérií do zariadenia. Navyše je ťažké určiť správny moment na dobitie zdroja.

Obrázok 4. Čip LM-2621.

Ak použijete tri batérie typu AA, tento obvod možno jednoducho vybaviť laserovým ukazovátkom čínskej výroby. Hotový dizajn je znázornený na obrázku 2, dva 1 ohmové odpory v sérii a dva kondenzátory.

Pre druhú metódu sa používa čip LM-317. Tento spôsob usporiadania napájacieho systému je oveľa komplikovanejší ako predchádzajúci, je vhodný skôr pre stacionárny typ laserových systémov. Schéma je založená na výrobe špeciálneho ovládača, ktorým je malá doska. Je navrhnutý tak, aby obmedzoval elektrický prúd a vytváral potrebný výkon.

Obvod na pripojenie čipu LM-317 je na obr.3. Bude to vyžadovať prvky ako 100 ohmový premenlivý odpor, 2 10 ohmové odpory, diódu série 1H4001 a 100 mikrofaradový kondenzátor.

Ovládač založený na tomto obvode udržuje elektrickú energiu (7V) bez ohľadu na zdroj energie a okolitú teplotu. Napriek zložitosti zariadenia sa tento obvod považuje za najjednoduchší na zostavenie doma.

Tretia metóda je najprenosnejšia, čo z nej robí preferovanú metódu zo všetkých. Poskytuje napájanie z dvoch batérií typu AAA, ktoré udržiavajú konštantnú úroveň napätia aplikovaného na laserovú diódu. Systém si zachováva energiu, aj keď sú batérie takmer vybité.

Po úplnom vybití batérie obvod prestane fungovať a cez diódu prejde malé napätie, ktoré bude charakterizované slabým žiarením laserového lúča. Tento typ napájania je najhospodárnejší s účinnosťou 90%.

Na implementáciu takéhoto systému napájania budete potrebovať čip LM-2621, ktorý je umiestnený v obale 3 × 3 mm. Preto sa pri spájkovaní dielov môžete stretnúť s určitými ťažkosťami. Konečný rozmer dosky závisí od vašej zručnosti a šikovnosti, keďže detaily je možné umiestniť aj na dosku 2 × 2 cm Hotová tabuľa je na obr.

Induktor je možné odobrať z bežného napájacieho zdroja pre stolný počítač. Na ňom je navinutý drôt s prierezom 0,5 mm s počtom závitov až do 15 závitov, ako je znázornené na obrázku. Priemer škrtiacej klapky zvnútra bude 2,5 mm.

Na dosku je vhodná akákoľvek Schottkyho dióda s hodnotou 3 A. Napríklad 1N5821, SB360, SR360 a MBRS340T3. Výkon privádzaný do diódy sa nastavuje odporom. Počas procesu ladenia sa odporúča pripojiť ho k 100 ohmovému variabilnému odporu. Pri kontrole výkonu je najlepšie použiť opotrebovanú alebo nepotrebnú laserovú diódu. Aktuálny indikátor napájania zostáva rovnaký ako v predchádzajúcom diagrame.

Po výbere najvhodnejšej metódy ju môžete upgradovať, ak na to máte potrebné zručnosti. Laserová dióda musí byť umiestnená na miniatúrnom chladiči, aby sa pri zvýšení napätia neprehriala. Po dokončení montáže napájacieho systému sa musíte postarať o inštaláciu optického skla.

Laserové ukazovátko- prenosný kvantovo-optický generátor koherentných a monochromatických elektromagnetických vĺn vo viditeľnej oblasti vo forme úzkeho lúča. Vo väčšine prípadov sa vyrába na báze červenej laserovej diódy, ktorá vyžaruje v rozsahu 635-670 nm, a kolimátora - bikonvexnej šošovky na organizáciu úzkeho lúča. Zriedkavejšie modré a fialové ukazovatele a zatiaľ (2016) ešte zriedkavejšie zelené ukazovatele majú podobné zariadenie. Až do začiatku až polovice roku 2010 mali zelené laserové ukazovátka zložitú štruktúru a boli to pevnolátkový laser čerpaný infračervenou laserovou diódou a nasledovaný prvkom nelineárneho zdvojenia frekvencie.

Najbežnejšie sú červené laserové ukazovátka s výkonom do 1-20 mW, o niečo menej bežné sú ukazovátka do 100-200 mW. Najvýkonnejšie komerčne vyrábané ukazovatele: zelené do 1W a modré - do 5W, zelené do 2W.

• Laserové ukazovátko

Najprv výkonná (zvyčajne 200-1000mW) infračervená laserová dióda s λ=808 nm pumpuje kryštál neodýmom dopovaného ortovanadátu ytria (Nd:YVO 4), kde sa žiarenie premieňa na 1064 nm. Potom prechodom cez kryštál fosforečnanu draselného (KTiOPO 4, skrátene KTP) sa frekvencia žiarenia zdvojnásobí (1064 nm → 532 nm) a získa sa viditeľné zelené svetlo. Generovanie a výstup zeleného žiarenia zabezpečujú zrkadlá, z ktorých jedno úplne odráža žiarenie s vlnovou dĺžkou 1064 a 532 nm a úplne prepúšťa 808 nm žiarenie pumpy a druhé úplne odráža žiarenie 1064 nm, ale úplne prepúšťa 532 nm. Čiastočne sa odráža aj žiarenie čerpadla.

Vo väčšine moderných zelených laserových ukazovadiel sú kryštály vanadičnanu ytria a KTP spolu so zrkadlami rezonátora spojené do takzvaného "mikročipu" - zlepenia dvoch kryštálov so zrkadlami nanesenými na okrajoch. Na generovanie laserového žiarenia stačí sústrediť žiarenie pumpovej laserovej diódy do kryštálu Nd:YVO 4.

Účinnosť okruhu silne závisí od výkonu čerpadla a nemôže dosiahnuť viac ako 20%. Okrem zeleného svetla takýto laser vyžaruje značný výkon v IR pri vlnových dĺžkach 808 a 1064 nm, preto je nevyhnutné do takýchto ukazovateľov nainštalovať infračervený filter (IR filter), aby sa odstránili zvyšky IR žiarenia a zabránilo sa poškodeniu zraku. V lacných verziách zelených ukazovateľov nemusí byť takýto filter nainštalovaný, v takom prípade dokonca aj ukazovateľ s výkonom 1-5 mW predstavuje vážne nebezpečenstvo pre zrak, pretože výkon infračerveného žiarenia môže dosiahnuť desiatky miliwattov. 1064 nm žiarenie je zaostrené takmer rovnako dobre ako zelené a je nebezpečné, ak zasiahne oko aj na veľkú vzdialenosť, zatiaľ čo 808 nm žiarenie pumpy je značne rozostrené a nekoncentruje sa pozdĺž lúča, čo predstavuje nebezpečenstvo na vzdialenosť niekoľkých metrov .

Za zmienku stojí vysoká spotreba energie zelených laserov - spotrebovaný prúd dosahuje stovky miliampérov. Pretože účinnosť výroby a zdvojnásobenia rapídne stúpa so zvyšujúcim sa výkonom čerpadla, zvýšenie výstupného výkonu z 5 na 100 mW vyžaduje zvýšenie spotrebovaného prúdu len asi o faktor dva.

Malá veľkosť zeleného laserového ukazovátka neumožňuje inštaláciu systému na stabilizáciu teploty laserovej diódy a aktívnych médií v nich. Teplota má obzvlášť silný vplyv na vlnovú dĺžku vyžarovanú laserovou diódou, čo vedie k jej vybočeniu z maxima neodýmovej absorpčnej čiary a poklesu výstupného výkonu. To vedie k tomu, že takéto ukazovatele sú pri zmene teploty nestabilné. Táto nevýhoda je čiastočne eliminovaná stabilizáciou výkonu žiarenia na výstupe lasera. Na tento účel je na výstupe inštalovaný rozdeľovač lúčov (ktorého úlohu zohráva IR filter, od ktorého sa časť žiarenia odráža) a fotodióda a zavádza sa negatívna spätná väzba. Nevýhodou tohto riešenia je možnosť poruchy laserovej diódy s výraznou teplotnou odchýlkou, pri ktorej je stabilizačný systém, kompenzujúci pokles výstupného výkonu, nútený výrazne zvýšiť prúd cez ňu.

Modré laserové ukazovátka (473 nm)

Tieto laserové ukazovátka sa objavili v roku 2006 a majú podobný princíp činnosti ako zelené laserové ukazovátka. Svetlo 473 nm sa zvyčajne získa zdvojnásobením frekvencie laserového svetla 946 nm. Na získanie 946 nm sa používa kryštál ytria hliníkového granátu s prísadami neodýmu (Nd:YAG).

Modré laserové ukazovátka (445 nm)

V týchto laserových ukazovačoch svetlo vyžaruje výkonná modrá laserová dióda s výkonom 1-5 wattov. Väčšina týchto ukazovateľov patrí do 4. triedy laserového nebezpečenstva a predstavuje veľmi vážne nebezpečenstvo pre oči a pokožku, a to priamo aj vo forme žiarenia rozptýleného povrchom.

Modré ukazovátka si získali obľubu v súvislosti so sériovou výrobou vysokovýkonných laserových diód hlavne pre kompaktné LED projektory, ako je Casio Slim.

Fialové laserové ukazovátka (405nm)

Svetlo vo fialových ukazovateľoch generuje laserová dióda vyžarujúca lúč s vlnovou dĺžkou 405 nm. Tieto lasery sa používajú v prehrávačoch Blu-ray diskov. Vlnová dĺžka 405 nm je na hranici dosahu vnímaného ľudským zrakom, a preto sa laserové žiarenie takýchto ukazovadiel zdá slabé. Svetlo ukazovateľa však spôsobuje fluorescenciu niektorých predmetov, na ktoré smeruje, ktorých jas je pre oko vyšší ako jas samotného lasera. Dokonca aj tie s nízkym výkonom sú mimoriadne nebezpečné pre pokožku a oči.

Fialové laserové ukazovátka sa objavili hneď po nástupe Blu-ray mechaník, v súvislosti so spustením sériovej výroby laserových diód na 405 nm.

Použitie laserového ukazovátka

• Laserové ukazovátka sa bežne používajú vo vzdelávacích prostrediach a obchodných prezentáciách namiesto bežných ukazovákov. Sú zabudované do diaľkového ovládania projektorov alebo počítačových diaľkových ovládačov pre prezentácie. Červené laserové ukazovátka možno použiť v interiéri aj večer vonku. Zelené laserové ukazovátka sa dajú použiť v rovnakých podmienkach, ale na rozdiel od červených sú dobre viditeľné na ulici počas dňa a na veľké vzdialenosti. Jedinou nevýhodou laserových ukazovátkov pri ukazovaní na cieľ je trhavý bod, keďže ľudská ruka kvôli traseniu nemôže zostať dlho nehybná.
• Svetelný bod produkovaný laserovým ukazovátkom priťahuje mačky, psy a iné domáce zvieratá, čo spôsobuje silné nutkanie chytiť ho, čo nie je nezvyčajné, aby sa ľudia s týmito domácimi zvieratami hrali. Zelené laserové ukazovátka však môžu zviera vystrašiť kvôli oveľa väčšej jasnosti lúča. Netreba zabúdať ani na to, že lúč laserového ukazovátka smerujúci do očí človeka alebo zvieraťa môže poškodiť sietnicu.
• Zelené laserové ukazovátka môžu byť použité pre amatérsku astronómiu. Počas bezmesačnej noci je možné pomocou zeleného laserového ukazovátka ukázať na hviezdy a súhvezdia. Laserové ukazovátko možno použiť aj na zarovnanie ďalekohľadov a na štúdium tvaru povrchov zrkadiel ďalekohľadov (taktiež metódou tieňa, ako aj interferometricky).
• Presne umiestnené laserové ukazovátko možno použiť ako laserové ukazovátko na mierenie strelných alebo vzduchových zbraní.
• Laserové ukazovátka používajú vo svojich návrhoch rádioamatéri ako prvok komunikácie na dohľad.
• Červený ukazovateľ s odstráneným kolimátorom sa používa v amatérskej holografii. Ide o jednu z mála aplikácií laseru v bežnom živote, kde sa využíva najcennejšia vlastnosť lasera, ktorá ho zásadne odlišuje od LED – koherencia žiarenia. Nie všetky laserové ukazovátka majú dostatočnú koherenciu, preto môže byť potrebné vybrať vhodné jedno a zvoliť prúd laserovej diódy. Koherenciu možno doma posúdiť napríklad pozorovaním interferencií pomocou planparalelnej sklenenej dosky s hrúbkou 1-2 cm.
• V laboratórnej praxi je laserové ukazovátko (najmä zelené) veľmi užitočným nástrojom, ktorý má mnoho aplikácií - najmä sa dá použiť na detekciu v kvapaline, plyne alebo akejkoľvek priehľadnej látke (napríklad optické sklo) malého množstvo mechanických nečistôt alebo suspenzií, ktoré sú voľným okom neviditeľné.okom. Zelené a najmä modré alebo fialové ukazovatele v kombinácii s vhodným svetelným filtrom, ktorý neprepúšťa svoje žiarenie, umožňujú vizuálne odhaliť slabú fluorescenciu spojenú napríklad s povrchovou kontamináciou organickými látkami.
• Laserové ukazovátko, ako zdroj úzko nasmerovaného koherentného svetla, možno použiť na hodinách fyziky v škole na demonštráciu vizuálnych experimentov v optike: odraz a lom svetla, difrakcia a interferencia, fluorescencia (so zeleným alebo modrým ukazovátkom), svetlovody, a podobne.

Bezpečnosť

Laserové žiarenie je nebezpečné, ak sa dostane do očí.

Bežné laserové ukazovátka majú výkon 1-5 mW a patria do triedy nebezpečnosti 2-3A a môžu byť nebezpečné, ak je lúč nasmerovaný do ľudského oka dostatočne dlhý čas alebo cez optické prístroje. Laserové ukazovátka s výkonom 50-300 mW patria do triedy 3B a sú schopné spôsobiť vážne poškodenie sietnicového oka aj pri krátkom vystavení priamemu laserovému lúču, ako aj zrkadlovému alebo difúzne odrazenému. Dokonca aj zelené ukazovátka DPSS s nízkym výkonom používajú interne oveľa výkonnejšie IR lasery a často neposkytujú dostatočné IR filtrovanie. Takéto žiarenie je neviditeľné a preto je nebezpečnejšie pre zrak ľudí a zvierat.

V najlepšom prípade sú laserové ukazovátka iba otravné. Následky však budú nebezpečné, ak sa lúč dostane niekomu do oka alebo bude nasmerovaný na vodiča či pilota a môže ich rozptýliť alebo dokonca oslepiť. V niektorých krajinách to môže viesť k trestnej zodpovednosti. V roku 2015 bol teda obyvateľ USA odsúdený na 21 mesiacov väzenia za krátke oslepenie pilota policajného vrtuľníka laserovým ukazovátkom. V roku 2017 bol v Nemecku za podobné činy odsúdený 22-ročný obyvateľ Nemecka na rok a pol väzenia.

Čoraz početnejšie „laserové incidenty“ spôsobujú požiadavky v Rusku, Kanade, USA a Spojenom kráľovstve obmedziť alebo zakázať laserové ukazovátka. V Novom Južnom Walese už existuje pokuta za držbu laserového ukazovátka a za „laserový útok“ – trest odňatia slobody až na 14 rokov.

Používanie laserových ukazovákov je zakázané bezpečnostnými predpismi futbalového štadióna FIFA. Jedným z príkladov uplatnenia tohto zákazu bola 50-tisícová pokuta

Laserové ukazovátka boli pôvodne predstavené verejnosti ako náhrada za bežné drevené ukazovátka. Ich hlavný účel zostáva rovnaký - označenie na nástenných nástenkách, mapách, plagátoch, obrazoch. Väčšina ukazovateľov predávaných na bežný predaj sa však používa hlavne a nie na určený účel. Kupujú sa ako hračky, ktoré obchodníci a výrobcovia aktívne využívajú. Ponúkajú stovky rôznych modelov a ich výkon je stokrát väčší ako hodnoty požadované na označenie na doske.

Zariadenie a princíp činnosti laserových ukazovátok

Všetky moderné laserové ukazovátka, od najmenších po najvýkonnejšie, sú polovodičové lasery. Nepoužívajú sa plynové lasery. Polovodičové lasery sú jednoduché, nevyžadujú zložité napájacie zdroje, ale pre vysoký výkon ich teoreticky nie je možné postaviť. Je obmedzený na niekoľko wattov. Pre domáce ukazovatele je to viac než dosť. Laserový lúč s výkonom jeden watt s dobrou zbernou optikou bude jasne viditeľný na vzdialenosť až 10 km.

Polovodičové lasery majú veľmi podobný dizajn ako LED diódy. Svetlo vzniká v rezonančných štruktúrach. Aby sme pochopili proces, môžu byť reprezentované ako antény, ktoré sú zostavené do mriežky z mnohých rovnakých prvkov. Tento princíp sa používa v televíznych anténach (veľa rovnakých prvkov je inštalovaných jeden po druhom na traverze) av radaroch. V laseroch zohrávajú úlohu „antén“ kryštálové štruktúry polovodičov. Po privedení prúdu sa elektróny premenia na fotóny a začne sa proces monochromatického optického žiarenia.

Vlnová dĺžka laserového svetla je veľmi malá – od 0,2 do jedného mikrometra, takže emitujúce bunky v polovodičovom kryštáli majú nanoskopickú veľkosť. Kryštál zabezpečuje presne rovnakú tvorbu mriežky s veľkým počtom buniek. To je dôvod, prečo je vlnová dĺžka lasera prísne definovaná a po jeho výrobe sa už nedá zmeniť.

Napájanie, ovládače, batérie a akumulátory

Laserová dióda môže byť napájaná iba priamo z batérie pri veľmi nízkom výkone. Pre diódy od 50 miliwattov je potrebný špecializovaný zdroj napájania. Jeho hlavnou funkciou je stabilizácia napätia. Aj zmena 0,1 V môže drasticky skrátiť životnosť laserovej diódy.

Typ napájacieho zdroja určuje výkon laserového ukazovátka. Vždy sa to robí s rezervou moci. Mimochodom, napájanie je jedným z najjednoduchších a najlacnejších prvkov ukazovateľa. Typickým variantom je jednoduchý power driver na okrúhlej doske naprieč skrinkou. Tak isto sa vyrábajú napájacie zdroje pre LED baterky alebo naopak boost meniče napríklad pre kompaktné žiarivky. Z batérií sa používajú 18650, 16340, 32650. Batérie sú obyčajné AA, AAA, C a D. Batérie do hodiniek často nájdeme v kľúčenkách.

Typické modely, tvarové faktory a výkon

Spodná hranica výkonu pre laserové ukazovátka je 1-5 miliwattov. Najvýkonnejšie laserové ukazovátko je 10-20 wattov. Pre laserové ukazovátka sú k dispozícii iba tri farby: červená, modrá a zelená. Niekedy existujú žlté modely, ale sú veľmi drahé, ide o exotické výrobky. Ako priemerná možnosť existujú aj zeleno-modré lasery. Najlepšie je použiť zelené lasery – zelený laser. Ich vlnová dĺžka je čo najbližšie k maximálnej citlivosti ľudskej sietnice.

Na báze zeleného lasera je obľúbené laserové ukazovátko na prezentácie vo forme pera. Existujú modely, ktoré sú zabudované do bežnej rukoväte. Vysoký výkon od takýchto produktov nie je potrebný, naopak, bude rušiť a poškodzovať videnie, takže svetelný bod je príliš jasný.

Výber laserového ukazovátka: čo hľadať

• Sila je kľúčovým kritériom. Udáva sa v miliwattoch a priamo ovplyvňuje cenu. Vyšší výkon – vyššia cena a celková zložitosť produktu. Výkonnejšie laserové diódy majú kratšiu životnosť. Počas prevádzky sa intenzívne zahrievajú a ich svetelný výkon rýchlejšie klesá;
• Výživa. Vymeniteľné batérie sú najlepšou voľbou. Laserové ukazovátka napájané hodinovými batériami nie sú vôbec vhodné na nepretržité používanie. Ďalšou dobrou možnosťou sú unifikované batérie AA a AAA. Sú vhodné na príležitostné použitie. Ak je laser braný ako zriedka používaná hračka, potom sú AA batérie najlepšou voľbou. Batérie majú opodstatnenie len pri častom používaní, alebo ak máte iné zariadenie, ktoré beží na rovnaké batérie. Potom môžu byť rýchlo preskupené;
• Podvozok a chladič. Telo z tlakovo liateho hliníka - najlepší odvod tepla. Plechové a plastové puzdro je použiteľné len pre modely s nízkou spotrebou.

Ak sa laserové ukazovátko nezakúpi na prezentácie, ale ako zaujímavý suvenír alebo hračka, bude užitočná väčšia energia. Čím väčší výkon, tým zaujímavejšie je laserové ukazovátko. Jeho ukazovateľ bude viditeľný z väčšej vzdialenosti.

Režim regulovaného výkonu je veľmi dôležitý. To umožní laserovej dióde pracovať v šetrnejšom režime a dlhšie vydrží. Nastaviteľný výkon tiež pridáva nové funkcie, napríklad pre mačku je potrebné nastaviť režim nízkej spotreby. Mačky dobre reagujú na červený a zelený laser. Opatrenia sú tu rovnaké ako u ľudí. Mačacie oko je rovnako nechránené pred lasermi ako ľudské oko.

Aké sú možnosti výkonného lasera?

• Alarm na diaľku. Výkonný laser môže nahradiť pyrotechnické signalizačné zariadenia. Je účinný najmä v horských oblastiach s dobrou viditeľnosťou z osád;
• Vykonávanie meraní veľkých vzdialeností. Napríklad 10 W zelené laserové ukazovátko dokáže merať zakrivenie zemského povrchu;
• Použitie výkonného lasera ako zdroja svetla pre stroboskopické svetlá a iné zábavné zariadenia. Optické dýzy na delenie lúča, zvýrazňovanie rôznych obrázkov a nápisov sú dostupné v nespočetných variantoch. Vždy v nich nájdete tie najneočakávanejšie možnosti;
• Laserová strelnica s laserovými horiacimi loptičkami. Zariadenie funguje len na krátku vzdialenosť;
• Laserový plot na veľké vzdialenosti. Fotorelé, vlastnoručne vyrobené lidary, optické komunikačné stanice a ďalšie zariadenia.

Výkonný laser dokáže osvetliť mraky, čo je účinný prostriedok signalizácie. Za dobrých okolností je takýto signál ešte zreteľnejší ako svietiaca raketa. V zariadeniach pracujú výkonné lasery v pulznom režime.

Samostatný smer je spojený s použitím výkonných laserových ediktov na gravírovanie. Na to sú vhodné len najvýkonnejšie modely nad 10 wattov. Gravírovanie je možné do mäkkých materiálov ako je drevo.

Bezpečnostné opatrenia pri manipulácii s laserovým ukazovátkom

Akýkoľvek, aj ten najslabší laser je mimoriadne nebezpečný pre oči, preto prvým a hlavným bezpečnostným pravidlom pri manipulácii s laserovým ukazovátkom je nemieriť ním do očí. Zelený zelený laser je pre zrak najnebezpečnejší.

Na letiskách a diaľniciach je zakázané používať ukazovatele. Tam môže jasný bod svetla (aj keď nikoho neoslepuje) stále vytvárať núdzovú situáciu. Vodič alebo pilot môže byť oslepený laserovým ukazovadlom z veľkej vzdialenosti. Pri výkonných laseroch táto vzdialenosť presahuje jeden kilometer. Toto je potrebné vziať do úvahy pre bezpečnú manipuláciu. Výkonné laserové ukazovátka sa dodávajú s okuliarmi. Musia sa nosiť podľa pokynov.

Sľubný vývoj laserových ukazovadiel

Polovodičové lasery už majú veľmi vysokú účinnosť. Hlavným smerom ďalšieho vývoja je však zvyšovanie účinnosti výberom zloženia a technológie výroby. Výkonný laser sa pomerne intenzívne zahrieva, čo naznačuje, že jeho účinnosť nie je ani zďaleka ideálna. Účinnosť laserov rastie približne rovnako ako LED. Existuje podobná výrobná technológia. Oba sú polovodičové svetelné zdroje.

Ďalší vývoj prebieha pri získavaní nových farieb pre laserové ukazovátka. Napodiv, ale ani tento technický problém nebol vyriešený. Zelený laser zelená a červená sa už stali príliš známymi. Iné farby laserových ukazovátok by boli veľmi zaujímavé, ale polovodiče na výrobu žltých a oranžových laserov sú stále veľmi drahé. Prebieha vývoj na zníženie ich nákladov.

Na internete som narazil na tieto vyhlásenia:
Môžete presunúť laser z balkóna a popáliť niekomu sietnicu. Vy, vaši rodičia, vaše deti. Rozumieš? Je voľne dostupný, bez obmedzení.
Spálená sietnica nie je obnovená. Idioti, ktorí predávajú takéto veci takýmto idiotom, by mali byť potrestaní. Ak uvidím na ulici idiota s podobnou hračkou, zoberiem ju mladému a dám mu pár faciek. Kto je starší - budem trestať oveľa vážnejšie, až po bodnutie a výstrel. Kúpil - vypáľte sietnicu sami. Ohrozuješ ostatných – získaj to.

Otázku duševného stavu autora takýchto vyjadrení tu rozoberať nebudeme, ale môžeme sa baviť o bezpečnosti laserových ukazovákov.

Na začiatok stojí za zmienku, že laser je, samozrejme, zariadenie, ktoré ohrozuje zrak a niekedy aj život. Vo všeobecnosti nemôže byť nasmerovaný tam, kde môže byť tvár osoby. A s mačkami sa môžete hrať iba pomocou najmenej výkonných modelov. Pre lasery výkonnejšie ako 5 mW je veľmi žiaduce mať okuliare, a ak sa výkon meria v stovkách miliwattov, je nielen nebezpečné, ale aj jednoducho nepríjemné pracovať bez nich.

ALE nebezpečenstvo moderných ukazovateľov v masovom vedomí je značne prehnané. Tejto témy som sa už dotkol v tomto článku. Samostatne tu uvediem otázku nebezpečenstva ukazovateľov, komprimovanú z hľadiska umenia a rozšírenú z hľadiska informácií.

Po prvé, hneď je potrebné poznamenať, že laserové ukazovátko nemôže poskytnúť „bang - a ste slepí“. A to aj vtedy, ak si najvýkonnejší model cielene nasmerujete priamo do oka. Spravidla to vedie k tomu, že sa na sietnici objaví ďalšia slepá škvrna (okrem toho, čo už má každý od narodenia). Počas niekoľkých mesiacov po poranení mozog aktualizuje „mapu mŕtvych pixelov“ a miesto prestane spôsobovať nepohodlie. Ale obraz predmetov, ktoré spadli do oblasti škvrny, samozrejme, oko nevníma. Zvyčajne musíte vynaložiť osobitné úsilie, aby ste si to všimli (na internete hľadáme „detekciu mŕtveho uhla“). Jeden môj známy, ktorý sa zaoberal zarovnávaním laserov, má takýchto škvŕn niekoľko, no v živote mu nijako neprekážajú. Samozrejme, nie je to dôvod na to, aby ste sa „vybúrili“, najmä preto, že v niektorých prípadoch je možná aj oveľa závažnejšia strata zraku. Ale to je dôvod, aby ste sa prestali báť, že vás každú chvíľu môže niekto pripraviť o zrak tým, že z balkóna svieti ukazovátko.

Po druhé, bolo by vážnou chybou predpokladať, že svetlo z lasera sa šíri striktne paralelne. Má určitú divergenciu. Pre väčšinu ukazovateľov je to v rozmedzí 1-2 mrad a pre najhoršie - 5 mrad alebo ešte viac. Nebezpečné pre videnie je len svetlo, ktoré vstupuje do očnej zrenice, ktorej plocha ani za tmavej noci nepresahuje 50 mm 2 . Čím ďalej je oko od ukazovateľa, tým menej energie môže dostať do oka. Jeden známy výrobca ťažkých ukazovateľov uvádza v ich charakteristike okrem iného aj rozsah, pre ktorý predstavujú nebezpečenstvo. Pre 1000 mW (presne tisíc) ukazovateľa s divergenciou 1,5 mrad je to 150 m. Ďalej to nepredstavuje vážnu hrozbu. Ale väčšina ukazovateľov takého obrovského výkonu predávaného teraz má najmenej dvojnásobnú divergenciu, čo úmerne znižuje nebezpečnú vzdialenosť. Lúč, ktorý „priletel“ stovky metrov ďaleko, teda nemôže nikoho zraniť. To isté platí pre náhodný zásah odrazeného lúča do oka: vo väčšine prípadov je nebezpečný iba zrkadlový odraz od plochého alebo mierne konkávneho povrchu. Odraz od konvexného alebo matného povrchu môže pokaziť videnie len pri dlhodobom pozorovaní, pretože. len malá časť vyžarovaného výkonu sa dostane do oka.

Napokon, výkonové záznamy nemajú nič spoločné so silou tých ukazovateľov, ktoré sa predávajú v podzemných chodbách. S najväčšou pravdepodobnosťou tam nenájdete ani 500 mW modely. Od sily 200-300 mW. Ale tieto čísla sú príliš vysoké. Skúsenosti ukázali, že čínske zelené ukazovátka majú zvyčajne 1,5-3,0-krát menšiu silu, ako sa uvádza v reklame. Niekedy oklamú aj 10x ... Kvalitné výkonné ukazovátka síce zlacnejú, ale vôbec nie sú také rýchle, ako nás strašia. Ak pred piatimi rokmi stál kvalitný 300 mW model 1000 dolárov, teraz cena klesla na 300 dolárov. Aj keď o ďalších 5 rokov cena klesne na 100 dolárov, stále to zjavne nie je cena, za ktorú to budú školáci hromadne kupovať.