Применение света в лазерной указке. Меры предосторожности при обращении с лазерной указкой. Устройство и принцип действия лазерных указок

  • 31.05.2019

О лазерных указках в целом: Лазерная указка — портативное устройство, генерирующее узконаправленный луч лазера в видимом световом диапазоне. В большинстве случаев изготавливается на основе лазерного светодиода, который излучает в диапазоне 473 — 650 нм. Излучение светодиода фокусируется в линию за счет двояковыпуклой линзы. Из за того, что диод излучает не направлено, значительная часть излучения падает на внутренние стенки корпуса и поглощается. В связи с этим КПД лазерной указки низкий. Однако при качественной фокусировке луча (которую можно произвести самостоятельно подкручивая прижимную гайку линзы), указку можно использовать для проведения опытов с лазерным лучом (например для изучения интерференции)
Световое пятно, образуемое лазерной указкой, привлекает кошек (и собак), вызывая сильное стремление поймать его, что нередко используется людьми в играх с этими домашними животными. Не следует забывать, что луч лазерной указки, направленный в глаза человека или животного, может повредить сетчатку.

Использование лазерных указок: Лазерные указки широко применяются в офисах на различных совещаниях и презентациях. В планетариях уже давно используются зеленые лазерные указки для того чтобы можно было даже не сведущему в астрономии человеку показать любую звезду и созвездие. Также любители звездного неба могут своим друзьям указать на любое небесное тело.
Психологи уже давно доказали влияния цветового раздражителя на принятие решения, имено зеленый цвет будет создовать спокойствие и согласие. Ваши презентации станут более эффектными и эффективными, и вы легко превзойдете своих конкурентов. Эта удобная и элегантная вещь также может быть хорошим презентом для ваших близких или партнеров. Компактная лазерная указка потребляет совсем немного энергии от батарей и имеет длительный срок службы 3000-5000 часов.

Но все ли они безопасны? Способны ли лазерные лучи навредить? Каковы последствия их вредного действия? К сожалению, на все эти вопросы приходится отвечать утвердительно. Вопреки распространенному мнению лазерные указки - не игрушки, и они не только могут оказывать вредное воздействие на людей или животных, но и приводить к проблемам с законом. Только не реагируйте на это чересчур эмоционально и не спешите избавляться от лазерных указок. Все, что вам нужно сделать - это понять и запомнить несколько канонов использования лазерных устройств.

Внимание! Прежде всего, никогда и ни при каких обстоятельствах не направляйте луч лазерной указки на транспортные устройства с пассажирами, на люде и животных. Луч может отвлекать и даже способен на время ослепить человека, что может привести к катастрофе, если ослепленный лучом человек управляет транспортным средством на скорости 100 км/ч, а вокруг бетонные ограждения. Не забывайте об этом! Если же вы направляете луч лазера на самолет, вы однозначно преступаете закон, впоследствии от обвинения будет сложно отвертеться. Поэтому всегда смотрите, куда направляете луч лазерной указки.

Лазерная революция медленно, но верно охватывает весь мир, так как все больше и больше людей приобретают себе лазерные указки. Если вы еще не являетесь счастливым обладателем лазерной указки, вы, в каком-то смысле, все еще живете в каменном веке. Никогда еще настолько совершенные приборы не были так доступны (не говоря уже о том, что многие высокоэнергетичные лазерные указки способны зажигать спички, прожигать пленку, взрывать воздушные шарики и тому подобное). Эволюция лазера была стремительна и ни на миг не останавливалась. Лазерные технологии охватывают многие применения: от простых указок для презентаций до мощных военных установок с концентрированными лазерными лучами. Никогда еще не было так просто приобщиться к достижениям лазерных технологий и купить лазерную указку. Главное - никогда не забывать о канонах безопасности при использовании лазерных устройств.

Области применения лазеров

Появление лазера в 1960 году положило начало бурному развитию различных областей науки и техники. Но не только. Лазеры привели к появлению принципиально новых, не виданных до того времени устройств и таких направлений науки как интегральной и нелинейной оптики, голографии, лазерной химии. Само слово «лазер» происходит от английского определения «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation».

      Лазеры бывают:
  • Газовые (аргоновые, гелий-неоновые, на монооксиде углерода и углекислом газе, эксимерные).
  • Твердотельные (александритовые, рубиновые, кристаллические с иттербиевым легированием, алюмо-иттриевые, титан-сапфировые, микрочиповые).
  • Полупроводниковые лазерные диоды (в указках, принтерах, CD/DVD).
  • С помощью лазерных технологий стала возможна сварка, резка, сверление, закалка материалов без появления в них внутреннего напряжения, чего невозможно было достигнуть при механической обработке. Точность такой обработки достигает буквально микрометра, и лазеру без разницы, что именно он обрабатывает - металл или алмаз. В микроэлектронике предпочтительней не пайка соединений, а сварка, и луч лазера отлично справляется со своей задачей. Также существует лазерное охлаждение и намагничивание. Излучатель еще очень успешно применяют в термоядерном синтезе.

    Сегодня лазер незаменим также и в медицине. Он применяется в хирургии, офтальмологии, гинекологии, онкологии и косметической хирургии. Например, при операциях на глазном яблоке лазер способен приваривать отслоившуюся сетчатку не травмируя сам глаз. Лазер может выжигать как доброкачественные, так и злокачественные опухоли. Также его успешно используют в стоматологии для отбеливания зубов и бескровной имплантации. И очень радует перспектива использования луча для остановки кровотечений у людей с малой свертываемостью крови.

    Астрономия с помощью лазера также смогла вынести на совершенно иной уровень качество своих исследований. Так, например, с помощью рубиновых лазеров ученые смогли более точно определять расстояние от Земли до других космических тел. Точность картографирования поверхности планет теперь составляет до 1,5 м. А с помощью полупроводниковых лазеров осуществляется связь со спутниками.

    Незаменим лазер при геодезических измерениях, а также при регистрации сейсмической активности коры Земли. В геофизике с высокой точностью определяют высоту облаков, исследуют такие явления, как турбулентность и инверсионные следы.

  • В авиации используют лазерные гироскопы, высотомеры и измерители скорости полета. Немаловажно и то, что лазер помогает точно и правильно посадить самолет, и тем самым обеспечивает безопасность экипажа и пассажиров.

    Все знают о лазерном прицеле, который повышает точность попадания стрелка в цель. Луч повсеместно применяется в вооружении армий самых разных стран мира. С его помощью не только метко стреляют, но и устраивают помехи противнику и системы обнаружения снайперов, а также разрабатывают методы введения врага в заблуждение.

  • Лазеры окружают нас и в повседневной жизни. С их помощью мы прослушиваем компакт-диски, записываем данные, распечатываем информацию на принтерах. Кассиры в супермаркетах лазером считывают штрих-коды с продукции. С его помощью добавляют субтитры на экран, с лазерными указками преподаватели объясняют материал. А молодежь вечером восхищается на дискотеке феерическими лазерными шоу.

    Сейчас на стадии разработки такие технологии, как голографическая запись информации и оптические методы ее хранения и передачи, а также проекционное телевидение.

  • Особенности и возможности современных лазерных рулеток и уровней

    Сегодня лазерная точность нужна повсеместно

    При разбивке участков земли, монтаже коммуникаций, строительстве зданий, отделке помещений и многих других работах в последнее время часто используют эффективные измерительные приборы - лазерную рулетку и уровень.
    Рулетка необходима для определения геометрических размеров объектов с высокой точностью. Принцип действия ее основан на измерениях продолжительности прохождения импульса до объекта и обратно. Уровни применяют для внутренних разметочных работ, маркировки отверстий при строительстве и отделке помещений.

    Функциональные особенности рулеток

    Прибор состоит из лазера, клавиатуры, вычислительного устройства, а также дисплея жидкокристаллического. Часто дополнительно рулетка может быть оборудована оптическим визиром. Излучатель может быть либо жестко зафиксированным, либо закрепленным в свободном состоянии (самовыравнивающимся). Кроме этого, современные модели имеют встроенную память и при необходимости - возможность синхронизации с компьютером.
    Модели приборов могут классифицироваться по некоторым признакам. Прежде всего, по дальности измерений, т. е. максимальному расстоянию, которое способна измерить рулетка с высокой точностью. Так, производят модели, эффективная измерительная длина которых составляет не более 50 метров. Они очень удобны для проведения измерений в помещениях и имеют погрешность не более 1.5 миллиметров.

    Дополнительными функциями являются вычисление площади или объема помещения, сложение и вычитание величин, произведенных замеров. Кроме прочего, рулетка подобного типа компактна, проста в использовании и производит точные измерения.

    Прибор, измеряемый расстояния до ста пятидесяти метров часто называют также дальномером. С помощью его можно проводить измерения не только в помещениях, но и в открытом пространстве, а также осуществлять измерение расстояний между различными объектами. Погрешность измерений при этом составляет не более трех миллиметров.

    Помимо этого, необходимо выделить третью модель дальномеров, которые имеют функцию Bluetooth и, соответственно, имеют возможность передачи информации беспроводным способом. Они могут работать с другими необходимыми программами и приложениями, в зависимости от требуемых задач.
    Также следует рассмотреть цифровую рулетку, предназначенную для измерения небольших расстояний (до пяти метров) с высокой точностью. Такой прибор имеет цифровую индикацию, функцию сохранения значения последнего произведенного измерения, автоматическое отключение, а также очень компактный.
    Электронные рулетки представляют собой точнейшие приборы для измерения самых разных размеров, как вне помещений, так и внутри. Результаты вычислений и измерений выводятся на дисплей практически моментально.
    Все модели описываемых приборов производятся для промышленного или производственного применения и бытового использования.

    Основные особенности лазерных уровней

    Уровни обычно производят двух видов - прибор с оптической системой, которая разворачивает луч в плоскость, и построитель точек. Последняя модель часто применяется во время отделочных и других ремонтных работах. Такой уровень эффективен при прокладке коммуникаций, заливке полов, укладке плитке. Уровень со встроенными призмами, которые способны разворачивать луч, является более совершенным и многофункциональным.
    Также уровни можно разделить на приборы ротационного, самонастраивающегося и строительного типа . Последние применяются для произведения разметки для отделочных работ, маркировки отверстий и других измерений, когда требуется построение точки на любом расстоянии, минуя существующие преграды.
    Второго типа лазерный уровень очень удобен, т. к. экономит время на регулировку поворотного основания уровня и позволяет настроить вертикальную или горизонтальную линии нажатием на одну кнопку. Ротационный уровень представляет собой такой прибор, который производит наклонные, вертикальные и горизонтальные измерения за счет вращения луча. Применяется он чаще на открытых пространствах, т. к. его луч хорошо виден на достаточных расстояниях при солнечном свете. Прибор имеет вращающийся излучатель и два горизонтальных луча.

    Современные лазерные рулетки и уровни позволяют быстро и очень точно производить измерения различных размеров при выполнении многих видов работ.

    Частичное или полное копирование всех составляющих частей сайта в какой бы то ни было форме разрешено только при размещении прямой активной ссылки на сайт http://www.lannat.umi.ru

  • В Австралии запретили лазерные указки

    В аэропортах крупного австралийского штата Новый Южный Уэльс были запрещены брелоки с лазерными указками. Произошло это после серии инцидентов, когда пилоты самолетов были временно лишены зрения этими указками.

    Мощные карманные лазеры, включая, так называемые, "звездные указки" на основе лазеров, используемые астрономами, вошли в черный список как вид запрещенного оружия в штате New South Wales. Пассажиры, не имеющие особого разрешение на их провоз, получат 14 лет тюремного заключения в случае попытки провезти такое "оружие".

    "Такое безответственное поведение может привести к ужасным последствиям. Достаточно лишь на долю секунды навести указку на глаза пилота, чтобы ослепить его на некоторое время, за которое может произойти жуткая катастрофа", - говорит премьер-министр штата Моррис Имма.

    Несколько пилотов недавно сообщали об опасных лазерных лучах, гуляющих по их кабинам по время взлета и приземления. Полиция в ответ на это организовала спецслужбу по борьбе с "помешанными на лазерах" (laser lunatics) как их окрестили газеты. Последний инцидент произошел в минувшие выходные, когда пилот вертолета, направлявшегося на юг Сиднея, был поражен зеленым лучом лазера.

    Маленький лазер с лучами синего и зелёного цветов способен прожечь насквозь тонкую пластмассу, взорвать надутый детский шарик, поджечь бумагу и ослепить человека. Лучи эти видны даже сбоку (конечно, не в вакууме), в отличие от недорогих "красных" указок, которые себя обнаруживают лишь по яркому пятнышку на цели. В общем-то, даже маленькие красные лазеры со слабым лучом (как правило, от 0,5 до 1-2, и реже - до 5 милливатт, что массово продаются в магазинах), опасны при прямом попадании в глаза. Дело тут не столько в мощности, сколько в маленьком диаметре луча, который бесповоротно повреждает отдельные клетки сетчатки. Во многих странах их продажа уже запрещена.

  • Немного о лазерных указках

    Трудно найти человека, который не знал бы, что такое «лазерная указка». Расцвет популярности этих устройств с мощностью луча до 5 мВт в России пришелся на 90-е годы — уж очень красная точка напоминала прицел снайперской винтовки. С того времени «лазерный прогресс» шагнул далеко вперед. Но я даже не подозревал насколько.Знакомство с новым поколением лазерных указок случилось у меня случайно, в одном из ночных клубов Пекина. Помимо диджея (DJ), атмосферу на танцполе в клубе создает еще и виджей (VJ) — человек, занимающийся осветительным и дымовым оборудованием. Решив понаблюдать за работой диджея, я увидел, как виджей достал из кармана металлический стержень размером с сигару и направил его на зеркальный диско-шар. В следующую секунду с кончика «сигары» сорвался тонкий зеленый луч, который, столкнувшись с шариком, разбился на множество лучей поменьше и осветил танцпол. Сказать, что я был удивлен, значит не сказать ничего. Я был в шоке. До этого времени я видел только стационарные лазерные клубные установки с подобным эффектом. А тут — все уместилось в тоненькой «ручке».

    Самое главное в новом поколении «указок» то, что вы видите не только точку, но сам луч. Он может быть трех цветов — зеленым, синим или красным. При этом луч бьет на огромное расстояние — до 5 км. в условиях городской загазованности.

    В зависимости от мощности — от 15 мВт до 125 мВт — вы можете просто наслаждаться зрелищем или шалить, лопая, к примеру, воздушные шарики, поджигая спички или даже сигареты. Чем мощнее луч и чем темнее поверхность, на которую попадает лазер, тем легче добиться «шаловливого» эффекта.

    Одним из самых известных производителей, торгующих лазерами через Интернет, является китайская компания WickedLasers.com. Цены на сайте просто фантастические: начинаются со $150 и заканчиваются $1700.

    Решив поискать в оффлайне, я тут же нашел старую модель Nexus с лазером на 35 мВт по цене в 200 юаней (около 25 долларов). За эти деньги в подарочной коробочке я получил лазер в черном корку на хорошем английском языке (содержание вкратце: в глаза не направлять, батарейки менять чаще).

    И действительно, батарейками лучше запастись. При этом самыми дорогими литиевыми или щелочными. Одна пара батарей даст вам 15-20 минут яркого лазерного шоу. Затем луч становится все тоньше и исчезает.

    На свежих батарейках лазер легко «добил» до здания, находящегося в двух километрах. Ночью луч виден четко и ярко. Точка на стенах очень большая. При этом появляется ощущение ирреальности — будто лазер просто подрисовали в окружающий мир с помощью Photoshop’a.

    Невероятный эффект достигается, опять же, в ночном клубе. Однако на несанкционированную иллюминацию тут же реагирует служба безопасности, которая просит не использовать лазер в клубе. Просят, в общем-то, правильно. Попав в глаз посетителю, лазер может вызвать яркое недовольство. Случайно попав себе в глаз лучом от свежих батарей, я на собственной шкуре почувствовал, что эта игрушка — вовсе не игрушка. В течение часа наблюдались проблемы со зрением — белые пятна, размытость. Я действительно испугался и порадовался, что купил не самую мощную модель. Конечно, можно приобрести еще и специальные защитные очки, но они портят всю картинку — лучше просто не направлять лазер в глаза.

    Кстати, и обычными «шутками» злоупотреблять не надо. Мне до сих пор стыдно за одно происшествие. Сидя на балконе и «прогуливаясь» лазером по соседнему дому (метрах в 200 от моего), я задержался на одном окне и порисовал на нем зигзаги. Зажегся свет, к окну подлетел китаец, начал вглядываться в темноту, после чего задернул шторы и выключил свет. Интересно, как ему спалось, о чем он думал?

    Выводы: отличная игрушка, супернаходка для DJ и VJ, но может пригодиться и профессионалам. Минус — малое время работы от батарей. Если вы живете не в Поднебесной, цена на игрушку будет впечатляющей. По крайней мере, совсем не игрушечной.

  • Разновидности лазеров

    Твердотельные лазеры с оптической накачкой

    Лазерный эффект в твердом теле осуществляется благодаря наличию в нем примеси (например, окиси хрома в случае рубина), концентрация которой - единицы процентов. Примеси неодима обеспечивают лазерную генерацию многих твердых структур, из которых чаще используются стекло и алюмоиттриевый гранат (АИГ). Такие лазеры излучают короткие импульсы очень высокой мощности, пиковое значение которой ограничено сверху лишь световым пробоем в активной среде, вызывающим ее повреждение (например, локальное плавление). Лазер на стекле с неодимом (диаметр стержня 10 см) при длительности импульса в одну миллиардную секунды может обеспечить пиковую мощность около триллиона ватт. У более длительных импульсов пиковая мощность меньше.

    Газовые лазеры

    Многие газы и газовые смеси при возникновении в них электрического разряда начинают генерировать лазерное излучение. Их пучки характеризуются очень высокой степенью когерентности и малой расходимостью, близкой к теоретическому пределу; по этим параметрам они выгодно отличаются от пучков твердотельных лазеров. Для решения прикладных задач успешно применяются лазеры с газовой смесью в качестве активной среды (углекислого газа с азотом и гелием, гелия с неоном или криптона со фтором). Лазер первого типа излучает в инфракрасной области спектра; в непрерывном режиме генерации у него высокий КПД и большая выходная мощность. Его широко применяют при резании и сварке различных материалов. Гелий-неоновый лазер излучает видимый (красный) свет; его используют во многих исследовательских и образовательных программах. Лазер на криптоне со фтором - наиболее эффективный из генераторов излучения в ультрафиолетовой области спектра.

    Химические лазеры

    В ходе некоторых химических реакций выделяется много энергии, и в конечных продуктах таких реакций оказывается достаточно возбужденных атомов, чтобы осуществить лазерную генерацию. Наиболее перспективным из лазеров этого типа представляется генератор на фтороводороде, образующемся при прямом взаимодействии атомарных компонентов. Из-за особенностей природы химических лазеров их непрерывная генерация затруднительна. Но этот недостаток восполняется достоинством их импульсных модификаций - они требуют малых энергетических затрат, а составляющие активной среды химических лазеров легко транспортируются на отдаленные объекты, где есть проблемы с сетевым питанием (например, космические летательные аппараты). Лазер на фтороводороде может излучать импульсы очень большой энергии (в несколько тысяч джоулей) при весьма скромном блоке питания.

    Полупроводниковые лазеры

    Если через полупроводниковую структуру типа транзисторной пропускать электрический ток, то можно добиться лазерного эффекта. Габариты и выходная мощность полупроводниковых лазеров малы, но их КПД высок. Такие лазеры делают в основном на арсениде или алюмоарсениде галлия; применяют их главным образом в системах связи.

    Лазеры на красителях

    Многие жидкие органические красители генерируют лазерное излучение при накачке ультрафиолетовым излучением, газоразрядными импульсными лампами и лазерами (обычно газовыми) непрерывного действия. У лазеров на красителях два важных достоинства: во-первых, они способны перестраиваться по длине волны и, во-вторых, могут излучать сверхкороткие импульсы - длительностью менее одной триллионной доли секунды. В связи с этим лазеры на красителях широко применяются в методах спектроскопии, в том числе в спектральном анализе с временным разрешением.

Лазерные указки давно и прочно вошли в нашу жизнь. Их используют не только в школах и институтах, но и в обучающих центрах для будущих моряков, летчиков и космонавтов. Ведь для того, чтобы показать что-то на доске размером с поле для мини-гольфа, никакой указкой, кроме как лазерной, воспользоваться не удастся.

Также лазерные указки используются в военных операциях для подачи сигналов. На их основе работают коллиматоры-прицелы. Все, наверное, помнят фильмы-боевики и наведенную на лоб жертвы красную точку — это и есть лазерная указка-прицел. Военные указки настраиваются специально для подачи особых команд и напоминают больше лазерный снаряд, чем указку.

Как действует лазерная указка?

Принцип действия лазерной указки следующий: инфракрасный светодиод генерирует непрерывный луч с длиной волны около 808 нанометров, который проходит через линзу и попадает на кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия. Там он преобразуется в луч с длиной волны уже 1064 нанометров.

Лазерные указки применяются не только в быту, но и в военном деле

Далее луч проходит через следующий кристалл – калиево-титаново-фосфорный. Там невидимое человеческому глазу излучение преобразуется в луч с длиной волны 532-670 нанометров. Затем с помощью инфракрасного фильтра и линзы, концентрирующей излучение в пучок, выходит лазерный луч-указка.

Особенности лазерных указок

Наверное, многие слышали, что светить указкой в глаза небезопасно. Так и есть — если луч лазерной указки направлен фронтально в глаз человеку или животному, то за несколько секунд он необратимо повредит отдельные клетки сетчатки глаза. При этом указкой можно сколько угодно светить на кожу или одежду – ничего плохого не случится. Помните:

  • Лазерные указки рассчитаны на длительный срок работы – до 50 000 часов. Хотя, конечно, китайские дешевые указки очень быстро выходят из строя. Если вы купили лазерное чудо за копейки, не надейтесь, что сможете долго им пользоваться. Детские разовые указки в виде брелоков и фонариков можно использовать в школе и для игры с кошкой.
  • Если вам нужна хорошая лазерная указка на длительное время, нужно покупать ту, которая имеет аккумулятор и может заряжаться от сети. Указки на батарейках считаются менее надежными, а аккумуляторные указки могут работать 12 часов без перерыва.

Миф о лазерных указках

Главный слух о лазерных указках – их эффективность в тумане. Увы, но при тумане, моросящем дожде, снегопаде или ярком солнце лазерная указка абсолютно бесполезна – луча не видно вообще. Но в аудиториях, в полутемных и темных презентационных залах лазерная указка способна «пробивать» расстояние до 1.12 км.

Это касается только указки с красным лучом, которые обладают мощностью не более 20 мВт. Указки с зеленым лучом имеют мощность до 1 Вт, а с синим – до 3 Вт. Но они считаются слишком дорогими для бытового использования и потому используются только в особых нуждах.

Лазер - акроним от L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation , что дословно переводится "усиление света посредством вынужденного излучения" - это устройство, преобразующее энергию накачки в энергию узконаправленного потока излучения.

Существует большое количество различных типов лазеров. Их можно разделять на группы по источнику накачки, рабочему телу, области применения. Т.к. в данной статье лазеры будут рассмотрены в контексте безопасности работы с лазерными нивелирами и дальномерами, то внимание будет обращено на такие параметры, как рабочая длина волны (нм) и мощность излучения (мВт).

Длина волны , если она находится в видимом диапазоне, обуславливает цвет лазерного луча. Мощность излучения обуславливает яркость луча, те или иные возможности (прицеливание, демонстрация оптических эффектов, считывание штрих-кодов, резка и сварка материалов, лазерная хирургия, накачка других лазеров).

Излучение в лазерных нивелирах и дальномерах работает как обычная лазерная указка - портативный генератор когерентных и монохроматических электромагнитных волн видимого диапазона в виде узконаправленного луча. Изготавливается на основе красного лазерного диода, который излучает в диапазоне 635-670 нм . Мощность их излучения не превышает 1,0 мВт .

Существует несколько классификаций опасности лазеров, которые, однако, весьма похожи. Ниже приведена наиболее распространенная международная классификация.

Класс 1
Лазеры и лазерные системы очень малой мощности, не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения. Излучение систем класс 1 не представляет никакой опасности даже при долговременном прямом наблюдении глазом. К классу 1 относятся также лазерные устройства с лазером большей мощности, имеющие надежную защиту от выхода луча за пределы корпуса
Класс 2
Маломощные видимые лазеры, способные причинить повреждение человеческому глазу в том случае, если специально смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени. Такие лазеры не следует использовать на уровне головы. Лазеры с невидимым излучением не могут быть классифицированы как лазеры 2-го класса. Обычно к классу 2 относят видимые лазеры мощностью до 1 мВт
Класс 2a
Лазеры и лазерные системы класса 2a, расположенные и закрепленные таким образом, что попадание луча в глаз человека при правильной эксплуатации исключено
Класс 3a
Лазеры и лазерные системы с видимым излучением, которые обычно не представляют опасность, если смотреть на лазер невооружённым взглядом только на протяжении кратковременного периода (как правило, за счет моргательного рефлекса глаза). Лазеры могут представлять опасность, если смотреть на них через оптические инструменты (бинокль, телескоп). Обычно ограничены мощностью 5 мВт. Во многих странах устройства более высоких классов в ряде случаев требуют специального разрешения на эксплуатацию, сертификации или лицензирования
Класс 3b
Лазеры и лазерные системы, которые представляют опасность, если смотреть непосредственно на лазер. Это же относится и к зеркальному отражению лазерного луча. Лазер относится к классу 3b, если его мощность более 5 мВт
Класс 4
Лазеры и лазерные системы большой мощности, которые способны причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (< 0,25 с) прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого. Лазеры и лазерные системы данного класса способны причинить значительное повреждение коже человека, а также оказать опасное воздействие на легко воспламеняющиеся и горючие материалы

Требования к конструкции и техническим характеристикам, правила безопасной работы и способы защиты от лазерного излучения на территории Республики Беларусь регламентируются СанПиН 2.2.4.13-2-2006 "Лазерное излучение и гигиенические требования при эксплуатации лазерных изделий" и СТБ IEC 60825-1-2011 "Безопасность лазерных изделий. Часть 1. Классификация оборудования и требования" - национальный стандартом Республики Беларусь, который является идентичным международному стандарту IEC.

Значительная часть производимой в мире лазерной техники выпускается и маркируется в соответствие с нормами, опубликованными американской организацией «Center for Devices and Radiological Health» (CDRH).

Лазерные нивелиры и дальномеры являются лазером класса 2 в соответствии с данной классификацией, что позволяет использовать их выполняя следующие меры предосторожности:
- не смотрите на лазерный луч, лазерный луч может повредить глаза, даже если Вы смотрите на него с большого расстояния;
- не направляйте лазерный луч на людей и животных;
- лазер должен быть установлен выше уровня глаз;
- используйте прибор только для замеров;
- не вскрывайте прибор;
- держите прибор в недоступном для детей месте;
- не используйте прибор вблизи взрывоопасных веществ.

Устроены зеленые лучи более сложно: первый лазер, инфракрасный, длиной волны 808 нм, светит в кристалл Nd:YVO4 – получается лазерное излучение с длиной волны 1064 нм. Оно попадает на кристалл «удвоителя частоты» - и получается 532 нм .

В некоторых лазерах есть инфракрасный фильтр, но это значительно увеличивает цену прибора, значит может присутствовать только в дорогих моделях. Так же стоит заметить, что зеленые диоды, устройства которые излучают зеленый луч, значительно дороже при производстве (в несколько раз по причине большего числа брака по сравнению с красным). А рабочий ресурс зеленого диода значительно ниже. Суммарно это отражается на конечной стоимости нивелира лазерного. В итоге получается следующая картина. Нивелир лазерный с зеленым лучом строит проекции, которые лучше видны, ресурс такого прибора ниже, стоимость выше (порой у один производитель за одинаковые модели отличающиеся лишь лазером выставляет цену отличающуюся в 1,5-2 раза).

Следует отметить, что по заявленным производителями нивелиров характеристикам мощность такого лазера до 2,7 мВт (у красного до 1,0 мВт), а безопасность по классу 3 (у красного 2).

Подведем итог, зеленый цвет лазера действительно лучше виден в условиях дневного света, чем красный, но нельзя забывать о том, что он значительно небезопаснее и неоправданно дорог .

Лазерные указки давно перестали быть новомодной диковинкой. Этот яркий и необычный гаджет имеет множество самых разнообразных граней применения. Принцип функционирования лазерной указки основан на непрерывном прохождении луча, который генерируется инфракрасным светодиодом, через систему специальных линз и кристаллов. В результате оптического преобразования на выходе излучение концентрируется в пучок и превращается в видимый человеческому глазу мощный лазерный поток.

Теоретически цвет может быть самым разнообразным, однако на практике оказалось, что использование лазера в быту и на производстве может оказаться рискованным занятием: далеко не весь диапазон лазерного излучения безопасен для человека. В настоящее время массово выпускаются и поступают в продажу указки с зеленым, синим и красным свечением. Давайте творчески подойдем к вопросу: для чего нужна лазерная указка?

Наука на службе у человека: самые распространенные области использования лазера

  • Первое, что приходит в голову при слове указка - это школа или другое любое учебное заведение. Безусловно, лазерную указку также можно использовать в образовательных целях для того, чтобы сконцентрировать внимание аудитории на конкретном объекте. Особенно актуальным будет использование в больших лекционных залах и на проецируемых экранах большого размера.
  • На уроках физики в старшей школе или университете лазерная указка может использоваться как наглядное пособие для демонстрации возможностей лазерного луча.
  • Бизнес-презентации. Лазерная указка не занимает много места и легко помещается в карман. Однако, это небольшое устройство поможет Вам в эффектном представлении разработанного проекта и сделает презентационный макет более наглядным. Не задерживайте долго цель на одной точке, чтобы избежать рывков.
  • В приключенческих фильмах и боевиках Вы неоднократно могли заметить красную точку, с помощью которой снайпер удерживает потенциальную жертву на прицеле. Лазерная указка - это мощный указатель цели, который давно используется военными для огнестрельного, а также пневматического оружия.
  • В научных лабораториях часто используют зеленые лазерные указки: они помогают обнаруживать примеси или жидкости в прозрачных веществах, а в комплектации с соответствующими светофильтрами эффективно выявляют флуоресцентное свечение, связанное с загрязнением поверхностей остаточным количеством органических соединений.
  • Яркий лазерный свет - это отличный помощник для шахтеров, разрабатывающих новые проходы и туннели.
  • Для чего нужна лазерная указка в астрономии? Их активно используют в процессе юстировки - настройки телескопов и изучения форм поверхности системы их зеркал.
  • В отличие от красных, зеленые лучи лазерных указок отлично видны днем на достаточно длительных расстояниях, поэтому экскурсоводы активно их используют не только в помещениях, но и на открытых пространствах.

Отдых и увлечения: для чего нужна лазерная указка

Если Вы являетесь фанатом старой доброй радиосвязи, возможно использование в конструкциях как элемента связи в зоне видимости.

Любители астрономии по достоинству оценят яркий зеленый луч, с помощью которого в безлунную ночь можно указывать на звезды и кометы. Контрастное свечение лазера в звездном небе создаст дополнительную романтическую атмосферу для влюбленной пары. Вы также можете привить интерес к изучению созвездий и планет своим детям, доверив им указку под бдительным контролем.

Сняв с красной указки коллиматор, можно использовать гаджет в любительской голографии.

Любители туристических походов и горных перевалов могут использовать лазерные указки как указатели планируемого маршрута и сигнальное устройство в случае отставания от группы. Также лазерная указка легко поджигает спички и сухие щепки.

Рыбаки, предпочитающие лодочную сетевую рыбалку, могут легко кооперироваться на водном пространстве в абсолютной темноте при помощи ярких лазерных лучей.

Диджей с лазерной указкой в ночном клубе быстро привлечет к себе визуальное внимание благодарной и восторженной публики.

Домашние питомцы, особенно кошки, любят играть со световым пятном. Будьте осторожны, чтобы не напугать животное ярким свечением.

Бытовое использование лазера в любом случае требует осторожности: прямое попадание луча в глаза человека или животного может вызвать повреждение клеток сетчатки и даже вызвать временное ослепление.

Лазерные указки первоначально появились в широкой продаже для замены обычных деревянных указок. Основное их назначение продолжает оставаться прежним - указание на настенных досках, картах, плакатах, картинах. Однако большинство реализуемых в широкой продаже указок используются вовсю не по прямому назначению. Их покупают как игрушки, чем активно пользуются маркетологи и производители. Они предлагают сотни различных моделей, причем их мощность в сотни раз превосходит необходимые для указывания на доске значения.

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.

Длина волны света лазера очень невелика — от 0,2 до одного микрометра, поэтому излучающие ячейки в кристалле полупроводника имеют наноскопический размер. Кристалл обеспечивает строго одинаковое формирование решетки при большом числе ячеек. Именно поэтому длина волны лазера строго определена и не может быть изменена после его производства.

Питание, драйверы, батарейки и аккумуляторы

Лазерный диод может питаться напрямую от батареи только при очень малой мощности. Для диодов от 50 милливатт требуется специализированный блок питания. Главная его функция - стабилизация напряжения. Даже изменение на 0,1 вольт может резко сократить срок службы лазерного диода.

Тип блока питания определяет мощность лазерной указки. Он всегда делается с запасом мощности. Кстати, блок питания является одним из самых простых и дешевых элементов указки. Типовой вариант - простой драйвер питания на круглой плате поперек корпуса. Точно так же делаются блоки питания светодиодных фонариков или, наоборот, повышающие преобразователи, например, для компактных люминесцентных ламп. Из аккумуляторов используются 18650, 16340, 32650. Батарейки - обычные АА, ААА, С и D. В указках-брелках часто встречаются часовые батарейки.

Типовые модели, форм-факторы и мощность

Нижний предел мощности лазерных указок - 1-5 милливатт. Самая мощная лазерная указка - 10-20 Ватт. Лазерным указкам доступно только три цвета: красный, синий и зеленый. Иногда встречаются желтые модели, но они очень дороги, это экзотические изделия. Как средний вариант есть еще и зеленовато-голубые лазеры. Лучше всего использовать именно зеленые лазеры — green laser. Их длина волны максимально близка к пику чувствительности сетчатки глаза человека.

На основе green laser есть популярная лазерная указка для презентаций в виде ручки. Есть модели, которые встроены в обычную ручку. Большая мощность от таких изделий не требуется, наоборот, она будет мешать и вредить зрению, делая световой зайчик слишком ярким.

Выбор лазерных указок: на что обратить внимание

  • Мощность - ключевой критерий. Она обозначается в милливаттах и прямо влияет на цену. Выше мощность - выше цена и общая сложность изделия. У более мощных лазерных диодов меньше срок службы. Они интенсивно нагреваются во время работы, и их световая отдача быстрее падает;
  • Питание. Сменные аккумуляторы - лучший вариант. Лазерные указки с питанием от часовых батареек совершенно не подходят для продолжительной эксплуатации. Другой хороший вариант - унифицированные батарейки АА и ААА. Они подходят для нечастого применения. Если лазер берется в качестве редко используемой игрушки, то пальчиковые батарейки - лучший вариант. Аккумуляторы оправданны только при частом применении, либо, если у вас есть другое устройство, которое работает на таких же аккумуляторах. Тогда их можно будет быстро переставить;
  • Корпус и теплоотвод. Литой алюминиевый корпус - лучший теплоотвод. Жестяной и пластиковый корпус применим только для маломощных моделей.

Если лазерная указка приобретается не для презентаций, а в качестве интересного сувенира или игрушки, то большая мощность будет полезной. Чем больше мощность, тем более интересной становится лазерная указка. Ее указатель будет виден с большего расстояния.

Очень важен режим регулируемой мощности. Это позволит лазерному диоду работать в более щадящем режиме, и он послужит дольше. Также регулируемая мощность добавляет новые функции, например, для кота нужно ставить самый слабомощный режим. Кошки хорошо реагируют на красный и зеленый лазер. Меры предосторожности здесь такие же как и с людьми. Глаз кошачьих точно также незащищен от лазеров, как и человеческий.

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.

Мощным лазером можно подсвечивать облака, что является эффективным средством сигнализации. При хорошем стечении обстоятельств такой сигнал даже более заметный, чем осветительная ракета. В приборах мощные лазеры работают в импульсном режиме.

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.

Меры предосторожности при обращении с лазерной указкой

Любой, даже самый маломощный лазер крайне опасен для зрения, поэтому первое и главное правило безопасности при обращении с лазерной указкой - не направлять ее в глаза. Зеленый green laser наиболее опасен для зрения.

Запрещено использовать указки в аэропортах и на автомобильных дорогах. Там яркий световой зайчик (даже если никого не ослепляет) все равно может создать аварийную ситуацию. Водитель или пилот может быть ослеплен лазерной указкой с большого расстояния. Для мощных лазеров это расстояние превышает один километр. Это нужно учитывать для безопасного обращения. В комплекте с мощными лазерными указками идут защитные очки. Их требуется надевать согласно инструкции.

Перспективные разработки лазерных указок

Полупроводниковые лазеры уже сейчас обладают очень высоким КПД. Тем не менее, основное направление дальнейших разработок - повышение КПД путем подбора состава и технологии производства. Мощный лазер довольно интенсивно нагревается, что говорит о том, что его КПД далек от идеального. КПД лазеров растет примерно одинаково со светодиодами. Там схожая технология производства. И то, и другое - полупроводниковые источники света.

Другие разработки ведутся в получении новых цветов лазерных указок. Как ни странно, но эта техническая задача тоже не решена. Зеленый green laser и красный уже стал слишком привычным. Очень интересным было бы появление лазерных указок других цветов, однако полупроводники для получения желтых и оранжевых лазеров по-прежнему очень дороги. Ведутся разработки по их удешевлению.