Лазерная указка

Алан-э-Дейл       28.06.2022 г.

Применение лазерных указок

Применение лазерных указок имеет широкий спектр и распространяется на многие сферы жизни. Чаще всего они используются:

  • для подсвечивания целей в коллиматорных прицелах огнестрельного оружия (пистолеты, винтовки, автоматы), а также как целеуказатели для работы артиллерии или авиации на небольших расстояниях;
  • в научной деятельности такие указки используются для выявления газа в жидкостях при невозможности распознать его обычным человеческим глазом;
  • китайский зеленый лазер применяется в астрономических исследованиях. Такие указки используются для исследования видимых для глаза границ и обозначения космических объектов, их фиксации. В темное время суток указки различных спектров ученые используют для определения направления звезд, фиксируя его направленным лучом света;
  • в образовательной деятельности такие указки применяют для демонстрации презентаций, лекций и научных семинаров, требующих демонстрации с помощью цветовой указки;
  • в политической и общественной деятельности указки используются для презентаций, для объяснения схем общественных процессов и концентрации внимания зала, публики, собрания.

Указки трех популярных цветов

Безопасность лазеров

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обыкновенные ЛУ обладают мощностью 1-5 мВт, их относят ко 2-3А классам опасности. Они могут быть опасными, в случаях направления луча в глаза людям на довольно-таки продолжительные периоды или при помощи оптических приборов. ЛУ мощностью 50-300 мВт относят к 3B-классу. Они опасны причинением сильных повреждений сетчатки глаз, причем даже при кратковременных попаданиях прямого лазерного луча.

Кроме того, ЛУ могут оказывать исключительно раздражающие воздействия

Особенно, если луч попадет в глаза водителей или летчиков, что может отвлечь их внимание или даже привести к ослеплению. В некоторых странах такие деяния влекут за собой уголовную ответственность

Например, в 2020-ом году одного американца приговорили к почти двум годам тюремного заключения за непродолжительное ослепление мощным лазером летчика в полицейском вертолете.

В последние годы случается все больше многочисленных «лазерных инцидентов» в развитых странах, вызываемых требованиями по ограничению или запрещению ЛУ. В настоящее время законодательством Нового Южного Уэльса предусмотрен штраф за владение ЛУ, а за совершение «лазерного нападения» — заключение до 14-ти лет.

Применение ЛУ запрещено по правилам во время проведения футбольных матчей. Так, например Алжирская федерация футбола была оштрафована на 50 000 швейцарских франков за то, что болельщиками при помощи лазерной указки ослепили вратаря российской сборной Игоря Акинфеева во время ЧМ-2014.

Делаем термоэлектрический калориметр

Большинство измерителей мощности, которыми пользуются профессиональные лазерщики построены как раз по принципу термоэлектрического калориметра. Раньше такой прибор собрать дома было почти невозможно (с ума сойдешь пару сотен термопар сварить, установить, сделать электрическую разводку и обеспечить тепловой контакт при этом. Да и на выходе было — единицы милливольт на Ватт. Нужен был очень хороший усилитель. Сейчас в продаже в магазинах радиодеталей появились пельтье-модули, которые как раз и представляют собой такую сборку термопар, да еще и не металлических а полупроводниковых. Сделать термоэлектрический калориметр теперь проще простого.

Устройство и принцип действия лазерных указок

Все современные лазерные указки от самых маломощных до самых мощных — полупроводниковые лазеры. Газовые лазеры не применяются. Полупроводниковые лазеры имеют простое устройство, им не требуются сложные блоки питания, но их теоретически невозможно построить на большую мощность. Она ограниченна несколькими ваттами. Для бытовых указок этого более чем достаточно. Лазерный луч в один ватт с хорошей собирающей оптикой будет уверенно виден на расстоянии до 10 км.

Полупроводниковые лазеры имеют очень схожее устройство со светодиодами. Свет генерируется в резонансных структурах. Для понимания процесса их можно представить в виде антенн, которые собираются в решетку из многих одинаковых элементов. Этот принцип используется в телевизионных антеннах (много одинаковых элементов установлены друг за другом на траверсе) и в радиолокаторах. В лазерах роль «антенн» играют кристаллические структуры полупроводников. При подаче тока электроны превращаются в фотоны и начинается процесс монохромного оптического излучения.

Примечания

  1. [casix.com/products/crystal-products/diode-pumped-laser-crystal-microchip.shtml Casix — Crystal, precision optics products, lenses and coatings]. Проверено 30 января 2013. [www.webcitation.org/6E80Mfg0Z Архивировано из первоисточника 2 февраля 2013].
  2. Обычно представляет собой голубоватую стеклянную пластинку размером 3×3×1 мм.
  3. www.laserpointersafety.com/rules-general/lawsuggestions/lawsuggestions.html «it was not affordable by most persons. But Casio Green Slim projectors sell for around USD $800. Thus, the harvested diodes cost 800/24 or just $34 each»
  4. [www.fifa.com/mm/document/tournament/competition/51/53/98/safetyregulations_e.pdf FIFA Stadium Safety and Security Regulations] — стр. 96, пункт «g»
  5. Evans, Simon . [in.reuters.com/article/2014/06/30/us-soccer-world-alg-lasers-fifa-idINKBN0F52E220140630 Algeria zapped with FIFA fine over lasers], Рейтер (1 июля 2014 года). Проверено 2 июля 2014.

IV. Измерения

  1. На всякий случай убедитесь, что калибратор выключен. Включите мультиметр (на предел измерения 200 mV). Ждите пока показания устоятся. Как обычно запишите значение «нуля»
  2. Светите лазерной указкой на рабочую (зачерненную) поверхность Пельтье. Ждите пока показания устоятся. В случае с указками показания сначала растут до максимума, потом медленно снижаются — просаживаются батарейки указки. При этом желательно как-нибудь указку закрепить (штатив, тиски, изолента), а еще желательно на пятно не смотреть — наловитесь «зайчиков». Для указки с сетевым питанием запишите устоявшиеся показания, для указки с батарейным питанием — показания в максимуме.
  3. Пересчитайте показания: мощность указки w=k*(показания — значене нуля)=6мВт/мВ * (10.7-0.0) = 64 мВт. k — калибровочный коэффициент, найденный при калибровке.

ЛУ красного цвета

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

Красные ЛУ в основном маломощные до 1-100 мВт. Их характерной особенностью является то, что красные диоды довольно-таки скоро «прогорают», снижая интенсивность излучения, отчего большинство таких указок, спустя пару месяцев работы, начинают хуже светить, невзирая на заряд батареек.

Безопасность лазеров

Безопасность использования лазеров, неотъемлемая часть их повседневной эксплуатации, такие приборы не являются безобидными и могут нести определенную опасность, зависящей от того, как устроена лазерная указка. Опасность у зеленого луча самая высокая.

Негативные последствия, когда используется самая мощная лазерная указка без соблюдения техники безопасности могут быть следующими:

  • при попадании в глаза, даже на непродолжительное время, свет лазера может вызвать ожог сетчатки глаза, что приведет к нарушению зрения или же его частично потере. Такое попадание может повлечь за собой фатальные последствия, если применить такой луч для летчиков или водителей автомобиля (в 2013 году в России массовыми случаи стало ослепление летчиков гражданской авиации на подлете к городам, что могло привести к крушению самолетов);
  • повреждения кожного покрова — при использовании мощных лазеров с сильным световым пучком на протяжении нескольких минут на открытом участке кожи может остаться ожог 2-3 степени.

Эти последствия повлекли за собой законодательный запрет на владение лазерными указками на территории некоторых стран, и из них же вытекают меры предосторожности при использовании таких средств:

  • не светить в глаза — при использовании указки запрещается даже на короткий промежуток времени направлять световой пучок человеку в глаза во избежание ожога сетчатки;
  • не направлять на открытые участки тела — при использовании мощных лазеров это также может вызвать ожог поверхности тела;
  • не облучать водителей транспортных средств — это может привести к авариям на транспорте и имущественный вред, вплоть до летального исхода.

Фото лазерной указки

Какие возможности открывает мощный лазер?

  • Сигнализация на дальние расстояния. Мощный лазер может заменить собой пиротехнические сигнальные средства. Особенно он эффективен в горной местности при хорошей видимости из населенных пунктов;
  • Проведение измерений больших расстояний. Например, лазерной указкой green laser на 10 Вт можно провести замер кривизны земной поверхности;
  • Использование мощного лазера в качестве источника света для стробоскопов и других развлекательных приборов. Оптические насадки для деления луча, высвечивания различных фигур и надписей выпускаются в бесчисленном многообразии. В них всегда можно найти самые неожиданные варианты;
  • Лазерный тир с прожиганием шариков лазером. Устройство работает лишь на небольшом расстоянии;
  • Лазерная ограда на большие расстояния. Фотореле, самодельные лидары, оптические станции связи и другие приборы.

Отдельное направление связано с использованием мощных лазерных указов для гравировки. На это годятся только самые мощные модели свыше 10 Вт. Гравировка возможна на мягких материалах, например, на древесине.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.