Лазерная указка - полезный предмет, предназначение которого зависит от мощности. Если она не очень велика, то луч можно наводить на удаленные предметы. В этом случае указка может играть роль игрушки и использоваться для развлечения. Она же может нести и практическую пользу, помогая человеку показывать на тот объект, о котором он говорит. Используя подручные предметы, можно изготовить лазер своими руками.

Кратко об устройстве

Лазер был изобретен в результате проверки теоретических предположений ученых, занимающихся еще только начавшей тогда зарождаться квантовой физикой. Принцип, положенный в основу лазерной указки, был предсказан Эйнштейном еще вначале XX в. Недаром это приспособление так называется - «указка».

Более мощные лазеры используются для выжигания. Указка дает возможность реализовать творческий потенциал , например, с их помощью можно выгравировать на дереве или на оргстекле красивый качественный узор. Самые мощные лазеры могут разрезать металл, поэтому они применяются в строительных и ремонтных работах.

Принцип действия лазерной указки

По принципу действия лазер представляет собой генератор фотонов. Суть явления, которое лежит в его основе, состоит в том, что на атом оказывает воздействие энергия в виде фотона. В результате этот атом излучает следующий фотон, который движется в том же направлении, что и предыдущий. Эти фотоны имеют одну и ту же фазу и поляризацию. Разумеется, излучаемый свет в этом случае усиливается. Такое явление может произойти только в отсутствии термодинамического равновесия. Чтобы создать индуцированное излучение, применяют разные способы: химические, электрические, газовые и другие.

Само слово «лазер» возникло не на пустом месте. Оно образовалось в результате сокращения слов, описывающих суть процесса. На английском полное название этого процесса звучит так: «light amplification by stimulated emission of radiation», что на русский переводится как «усиление света посредством вынужденного излучения». Если говорить по-научному, то лазерная указка - это оптический квантовый генератор .

Подготовка к изготовлению

Как говорилось выше, можно сделать лазер своими руками в домашних условиях. Для этого следует подготовить следующие инструменты, а также простые предметы, которые практически всегда имеются в домашнем обиходе:

Этих материалов хватит, чтобы выполнить все работы по изготовлению как простого, так и мощного лазера своими руками.

Самостоятельная сборка лазера

Потребуется найти дисковод. Главное, чтобы его лазерный диод был исправен. Конечно, дома такого предмета может и не быть. В этом случае его можно приобрести у тех, у кого он есть. Зачастую люди выбрасывают оптические приводы, даже если их лазерный диод еще работает или продают их.

Выбирая привод для изготовления лазерного устройства, нужно обращать внимание на фирму, в которой он был выпущен . Главное, чтобы этой фирмой не была Samsung: приводы от этого производителя оснащены диодами, которые не имеют защиту от наружного воздействия. Следовательно, такие диоды быстро загрязняются и подвергаются тепловым нагрузкам. Они могут быть повреждены даже в результате легкого прикосновения.

Лучше всего для изготовления лазера подходят приводы от компании LG: каждая их модель оснащается мощным кристаллом.

Важно, чтобы привод при использовании по прямому назначению мог не только считывать, но и записывать информацию на диск. В записывающих принтерах есть инфракрасный излучатель, необходимый для сборки лазерного устройства.

Работа заключена в следующих действиях:

Готовая лазерная указка, сделанная своими руками, может с легкостью разрезать целлофановые пакеты и моментально взрывать воздушные шары. Если же навести этот самодельный прибор на деревянную поверхность, то луч сию же минуту прожжет ее. При использовании необходимо соблюдать меры осторожности.

Лазерный нивелир предназначен для определения горизонтальности и вертикальности линий и плоскостей при возведении строительных конструкций и выполнении отделки. С помощью этого прибора геометрию элемента можно соблюсти с большой точностью. Это важно для прочности и долговечности возводимого объекта. Но не всегда есть возможность приобрести промышленный прибор. Однако умелый мастер способен создать лазерный уровень своими руками. Рассмотрим, как это сделать, и можно ли отремонтировать сломанный нивелир в домашних условиях.

Что такое лазерный уровень

В корпусе этого инструмента установлены светодиоды, которые являются источниками лазерного излучения. При помощи яркой светящейся линии можно провести разметку любого объекта как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Причём с этой работой с лёгкостью справится один человек.

Лазеры бывают трёх типов:

• призменные;
• ротационные;
• точечные.

Призменные приборы создают линейную лучевую проекцию. При столкновении светящейся линии с препятствием устройство фиксирует данные и показывает нужную разметку. Подобные нивелиры оборудованы системой автовыравнивания, необходимой для компенсации погрешности до 6°. Угол проецирования лазерного луча не превышает 120°.

Призменный лазерный нивелир имеет небольшую дальность действия луча - в среднем от 10 до 50 м.

Призменный лазерный уровень позволяет получить горизонтальную и вертикальную плоскости, пересекающиеся под прямым углом

Ротационные аппараты относят к профессиональным инструментам. Они оборудованы точечными лазерными устройствами, но не фиксированными, а вращающимися с регулируемой частотой. Предназначены для проведения разметки на очень больших площадях, например, на стройплощадке. Ротационный нивелир может проецировать плоскость на 360°.

Ротационные уровни отличаются большей дальностью действия лазерного луча - от 200 до 500 м.

Установив ротационный нивелир посередине помещения, можно отметить все необходимые точки по всему периметру

Точечный уровень устроен проще всего: лазерное устройство чётко зафиксировано, а за ним располагается лишь фокусирующая линза. Она направляет световой поток в одну точку. Настраивают прибор вручную. Такие нивелиры оборудуют одним или несколькими лазерами. В последнем случае они направлены в разные стороны, что даёт возможность перенесения разметки с нескольких плоскостей - стен, пола и потолка большой площади. Угол проецирования лазерного луча не превышает 160°.

Рабочий диапазон точечного уровня - от 15 до 50 м в зависимости от модели.

Компактный и универсальный точечный лазерный нивелир предназначен для любых нивелировочных работ на небольших расстояниях

Для чего нужен прибор

Предназначение лазерных устройств разнообразно. Они необходимы при следующих видах работ:

• разбивка территории и установка оборудования с контролем положения по горизонтали и вертикали;
• разметка и определение направления;
• поверхностное выравнивание пола, стен и потолка;
• обустройство бетонной стяжки и сборка полов с регулируемым уровнем;
• проведение коммуникационных магистралей;
• установка переборок и подвесных аксессуаров;
• монтаж лестничных пролётов.

В последнем случае используется такая способность прибора, как разметка наклонных плоскостей. К примеру, необходимо смонтировать перила на лестничном пролёте. Зафиксировав на нём нивелир с лазером, проще произвести монтаж перил параллельно маршу.

Понять, как использовать нивелир, можно на примере распространённых строительных и ремонтных работ.

Выравнивание половых, стеновых и потолочных поверхностей

При проведении подобных работ понадобятся дополнительные контрольные отметки. Затем направляют луч лазера вдоль плоскости. По меткам переставляется лазер для более точного определения ровности поверхностей.

При использовании лазерного нивелира и получении одинаковых данных пол получается абсолютно ровным

Укладка керамической плитки

Для подобных работ лучше взять аппарат с функцией перекрёстного проецирования лучей в горизонтали и вертикали. Благодаря им даже начинающий мастер сможет безупречно выложить кафель.

Пересечение линий уровня выставляют на центр предполагаемых межплиточных швов

Поклейка обоев

Сам по себе процесс наклеивания довольно лёгкий, но использование нивелира позволяет сделать ход работ ещё проще. Ориентируясь по лазерному лучу, проецируемому на стенку, намного удобнее выравнивать обойные полотна.

Горизонтальная проекция поспособствует правильному наклеиванию галтелей и бордюров

Сборка корпусной мебели

Даже при наличии ровных стенок в доме, что довольно нечастое явление, интерьер могут испортить криво навешенные шкафчики, полочки и другие навесные аксессуары. А с помощью лазера, создающего круговую линию уровня, сразу будет видно, как установить подвесную мебель без перекосов.

Горизонтальный луч лазерного нивелира поможет при монтаже карнизов для штор

Перепланировка

Построитель плоскостей позволяет упростить подобный процесс. Для определения точного размещения стенок из гипсокартона и перегородочных элементов потребуется установить лазер так, чтобы его проекция на пол, стены и потолок являлась меткой для задуманной перегородки.

При монтаже металлокаркаса под гипсокартонную стену лазерный уровень устанавливают на полу, направляют луч вверх, чтобы он разметил линию установки профиля

Простое устройство можно применять вне помещений лишь в пасмурную погоду либо в сумерках.

Если предполагается много внешних работ (выкапывание траншей, проведение коммуникационных магистралей, устройство фундамента), лучше обзавестись профессиональным построителем плоскостей с лучом, заметным при солнечном свете.

Как сделать своими руками

Идея лазерного уровня своими руками довольно простая - указку монтируют на подвижной площадке. Применение подобного механизма позволяет провести разметку, поворачивая его на одном уровне на 360°.

Необходимые инструменты и материалы

Помимо лазерной указки, потребуются следующие материалы:

• клей;
• пилки по металлу;
• лобзик;
• кусок рифлёного пластика (например, фара от велосипеда).

Пошаговое руководство

Сделать лазерный уровень своими руками из указки можно буквально за час:

1. Усовершенствуем указку. Отпиливаем её наконечник, оставляя резьбовую часть.

   Лазерная указка излучает точку

2. Из куска пластика выпиливаем круг диаметром, как наконечник лазерной указки.

   Если пропустить луч указки через рефлёный пластик, получится линия

3. Приклеиваем пластиковый круг на наконечник указки.

   Место склейки деталей можно дополнительно обмазать холодной сваркой и обточить

Несовершенством этого варианта уровня является его односторонняя подвижность - лишь в горизонтали.

Лазерный уровень необходимо фиксировать перпендикулярно плоскости

При потребности нанесения разметки не только по горизонтальному, но и по вертикальному уровню можно попытаться смонтировать более совершенное устройство:

1. В деревянном столбе просверливается отверстие так, чтобы получился длинный паз (или берётся готовая пластиковая трубка). В отверстие по центру вставляется и фиксируется штырь, болт либо саморез. Метизы располагаются шляпкой вниз с закреплением клеящим составом.
2. На штырь устанавливается широкая шарнирная вилка. Чтобы не допустить её расшатывания и прокручивания, между ней и стойкой устанавливают прокладку из резины. В вилку помещается основание из пластика либо дерева. Сквозь него проходит винтовой крепёж, фиксирующий заготовку на обеих сторонах вилки.
3. На основании фиксируется строительный уровень и усовершенствованная указка.

Подобный тип сборки позволяет устройству изменять расположение лазера по вертикальному направлению. Если проявить смекалку и подобрать подходящую вилку, реально собрать приспособление с оборотом по вертикали на 270°.

Нужно учитывать, что чем больше размер вилки, тем шире потребуется заготовка для создания устойчивого положения.

Это устройство разборное. Для устойчивости основания потребуется найти вилку с шарнирной частью нужного сечения.

Если подходящая вилка отсутствует, её можно изготовить своими руками из прочного металлопластикового кольца нужного сечения.

Потребуется просверлить три отверстия: два с боков, напротив друг друга, а третье точно по центру между двумя будущими «зубьями» вилки. Потом кольцо обрезается так, чтобы получился полукруг с тремя отверстиями.

Самодельный лазер можно модифицировать: накрутить на крепёжный винт обыкновенную гайку либо «барашек», позволяющую быстро ослабить и зафиксировать основание, а также изменять направление лазера вверх или вниз.

Видео: лазерный уровень своими руками

Настройка и калибровка

После сборки самодельного приспособления требуется настройка лазерного уровня своими руками. Необходимо его проверить - откалибровать на точность измерений. Чтобы провести испытание, понадобится дополнительный пузырьковый уровень. Проводится калибровка следующим образом:

1. Устройство ставится в центре комнаты и на противоположных стенах делаются отметки в точке пересечения плоскостей.
2. Нивелир переносится к одной из стен на расстояние приблизительно полметра, делается ещё одна метка над или под первой.
3. Прибор поворачивается на противоположную стену, ставится отметка.
4. Замеряется расстояние между отметками на обеих стенах и высчитывается погрешность.

Например, разница между метками на первой стене 4 мм, а на второй - 3 мм. В результате погрешность составляет 1 мм. Если она больше, то устройство требует регулировки.

Измерительный прибор, собранный самостоятельно, может размещаться на штативе или регулируемом постаменте, что придаст изделию удобство и функциональность

Для проведения калибровки вертикали отмечают две точки в вертикальной плоскости и проверяют метки по пузырьковому уровню.

Если не замечено никаких отклонений, то построитель плоскостей готов к работе. При расхождении в показаниях самодельный лазерный прибор регулируют, изменяя местоположение платформы либо шарнирной вилки.

Как отремонтировать

Из-за выхода из строя механизма лазера он может показывать неверный уровень или вообще не работать.

Самодельному приспособлению требуется ремонт:

• при поломках диода;
• при залипании или отказе кнопок и переключателей;
• при сбоях в работе излучателя, когда лазер не светится или луч очень тусклый.

Чаще всего ремонт лазерных уровней требуется после падения прибора. При этом сбиваются настройки, что приводит к выдаче устройством неверных показателей.

Если требуется ремонт самодельного лазера, необходимо разобрать устройство и собрать его заново. Если проблема в указке, её проще заменить новой.

Для того чтобы избежать ремонта самодельного лазерного уровня, важно соблюдать аккуратность при работе с ним, особенно на улице.

Для выстраивания ровных плоскостей на масштабных стройплощадках созданы промышленные нивелиры с большим рабочим диапазоном. Для мелкого ремонта можно сделать лазерный уровень своими руками.

Не секрет, что каждому из нас в детстве хотелось иметь такое устройство, как лазерная установка, которая могла бы разрезать металлические уплотнения и прожигать стены. В современном мире эта мечта легко воплощается в реальность, поскольку теперь можно соорудить лазер с возможностью резки различных материалов.

Разумеется, в домашних условиях невозможно изготовить настолько мощную лазерную установку, которая будет прорезать железо или дерево. Но при помощи самодельного устройства можно резать бумагу, полиэтиленовое уплотнение или тонкий пластик.

Лазерным устройством можно выжигать различные узоры на листах фанеры или на дереве. Оно может использоваться в качестве подсветки объектов, расположенных в удаленной местности. Область его применения может быть как развлекательной, так и полезной в строительных и монтажных работах, не говоря о реализации творческого потенциала в сфере гравировки по дереву или оргстеклу.

Режущий лазер

Инструменты и принадлежности, которые потребуются для того, чтобы изготовить лазер своими руками:

Рисунок 1. Схема лазерного светодиода.

• неисправный DVD-RW привод с рабочим лазерным диодом;
• лазерная указка или портативный коллиматор;
• паяльник и мелкие провода;
• резистор на 1 Ом (2 шт.);
• конденсаторы на 0,1 мкФ и 100 мкФ;
• аккумуляторы типа ААА (3 шт.);
• маленькие инструменты типа отвертки, ножика и напильника.

Этих материалов будет вполне достаточно для предстоящих работ.

Итак, для лазерного устройства в первую очередь необходимо подобрать DVD-RW привод с поломкой механического характера, поскольку оптические диоды должны быть в исправности. Если у вас отсутствует износившийся привод, придется приобрести его у людей, которые продают его на запчасти.

При покупке следует учитывать, что большинство приводов от производителя Samsung являются непригодными для изготовления режущего лазера. Дело в том, что эта компания выпускает DVD-приводы с диодами, которые не защищены от наружного воздействия. Отсутствие специального корпуса означает, что лазерный диод подвержен тепловым нагрузкам и загрязнению. Его можно повредить легким прикосновением руки.

Рисунок 2. Лазер из DVD-RW привода.

Оптимальным вариантом для лазера будет привод от производителя LG. Каждая модель оснащается кристаллом с различной степенью мощности. Этот показатель определяется скоростью записывания двухслойных DVD-дисков. Крайне важно, чтобы привод был именно записывающим, поскольку в нем содержится инфракрасный излучатель, который нужен для изготовления лазера. Обычный не подойдет, так как он предназначен только для считывания информации.

DVD-RW со скоростью записи 16Х оснащен красным кристаллом мощностью 180-200 мВт. Привод со скоростью 20Х содержит диод мощностью 250-270 мВт. Высокоскоростные записывающие устройства типа 22Х оборудуются лазерной оптикой, мощность которой достигает 300 мВт.

Вернуться к оглавлению

Разборка DVD-RW привода

Этот процесс должен проделываться с тщательной осторожностью, поскольку внутренние детали имеют хрупкую структуру, их легко повредить. Демонтировав корпус, вы сразу заметите необходимую деталь, она выглядит в виде небольшого стеклышка, расположенного внутри передвижной каретки. Его основание и нужно извлечь, оно отображено на рис.1. Этот элемент содержит оптическую линзу и два диода.

На этом этапе сразу следует предупредить, что лазерный луч является крайне опасным для человеческого зрения.

При прямом попадании в хрусталик он повреждает нервные окончания и человек может остаться слепым.

Лазерный луч обладает ослепляющим свойством даже на расстоянии 100 м, поэтому важно следить за тем, куда вы его направляете. Помните, что вы несете ответственность за здоровье окружающих, пока такое устройство находится в ваших руках!

Рисунок 3. Микросхема LM-317.

Перед тем как приступить к работе, необходимо знать, что лазерный диод можно повредить не только неосторожным обращением, но и перепадами напряжения. Это может случиться за считанные секунды, поэтому диоды работают на основе постоянного источника электричества. При повышении напряжения светодиод в устройстве превышает свою норму яркости, вследствие чего разрушается резонатор. Таким образом, диод теряет свою способность к нагреву, он становится обычным фонариком.

На кристалл воздействует и температура вокруг него, при ее падении производительность лазера возрастает при неизменном напряжении. Если она превысит стандартную норму, резонатор разрушается по схожему принципу. Реже диод повреждается под воздействием резких перепадов, которые обуславливаются частыми включениями и выключениями устройства в течение короткого периода.

После извлечения кристалла необходимо моментально перевязать его окончания оголенными проводами. Это нужно для создания соединения между его выходами напряжения. К этим выходам нужно припаять малый конденсатор на 0,1 мкФ с отрицательной полярностью и на 100 мкФ с положительной. После этой процедуры можно снять намотанные провода. Это поможет защитить лазерный диод от переходных процессов и статического электричества.

Вернуться к оглавлению

Питание

Перед созданием элемента питания для диода необходимо учесть, что он должен подпитываться от 3V и расходует до 200-400 мА в зависимости от скорости записывающего устройства. Следует избегать подсоединения кристалла к аккумуляторам напрямую, поскольку это не простая лампа. Он может испортиться даже под воздействием обычных батареек. Лазерный диод является автономным элементом, который подпитывается электричеством через регулирующий резистор.

Система питания может быть налажена тремя способами с различной степенью сложности. Каждый из них предполагает подпитку от постоянного источника напряжения (аккумуляторы).

Первый метод предполагает регуляцию электричеством при помощи резистора. Внутреннее сопротивление устройства измеряется путем определения напряжения во время прохода через диод. Для приводов со скоростью записи 16Х вполне достаточно будет 200 мА. При повышении этого показателя существует вероятность испортить кристалл, поэтому стоит придерживаться максимального значения в 300 мА. В качестве источника питания рекомендуется воспользоваться телефонным аккумулятором или пальчиковыми батарейками типа ААА.

Преимуществами этой схемы питания являются простота и надежность. Среди недостатков можно отметить дискомфорт при регулярной подзарядке аккумулятора от телефона и сложность размещения батареек в устройстве. Кроме того, трудно определить нужный момент для подзарядки источника питания.

Рисунок 4. Микросхема LM-2621.

Если вы используете три пальчиковых батарейки, эту схему можно легко обустроить в лазерной указке китайского производства. Готовая конструкция отображена на рис.2, два резистора на 1 Ом в последовательности и два конденсатора.

Для второго метода применяется микросхема LM-317. Этот способ обустройства системы питания намного сложнее предыдущего, он больше подойдет для стационарного типа лазерных установок. Схема основывается на изготовлении специального драйвера, который представляет собой небольшую плату. Она предназначена для ограничения электротока и создания необходимой мощности.

Цепь подключения микросхемы LM-317 отображена на рис.3. Для нее потребуются такие элементы, как переменный резистор на 100 Ом, 2 резистора на 10 Ом, диод серии 1Н4001 и конденсатор на 100 мкФ.

Драйвер на основе данной схемы поддерживает электрическую мощность (7V) вне зависимости от источника питания и окружающей температуры. Несмотря на сложность устройства эта схема считается простейшей для сборки в домашних условиях.

Третий метод является наиболее портативным, что делает его самым предпочтительным из всех. Он обеспечивает питание от двух батареек ААА, поддерживая постоянный уровень напряжения, подаваемого на лазерный диод. Система удерживает мощность даже при низком уровне заряда в аккумуляторах.

При полной разрядке батарейки схема перестанет функционировать, а через диод будет проходить небольшое напряжение, которое будет характеризоваться слабым свечением лазерного луча. Этот тип подачи питания является самым экономичным, его коэффициент полезности действия равняется 90%.

Для реализации такой системы питания понадобится микросхема LM-2621, которая размещена в корпусе размером 3×3 мм. Поэтому вы можете столкнуться с определенными трудностями в период припаивания деталей. Конечная величина платы зависит от ваших умений и сноровки, поскольку детали можно расположить даже на плате 2×2 см. Готовая плата отображена на рис.4.

Дроссель можно взять от обычного блока питания для стационарного компьютера. На него наматывается проволока с сечением 0,5 мм с количеством оборотов до 15 витков, как это показано на рисунке. Дроссельный диаметр изнутри составит 2,5 мм.

Для платы подойдет любой диод Шоттки со значением 3 А. К примеру, 1N5821, SB360, SR360 и MBRS340T3. Мощность, поступающая к диоду, настраивается резистором. В процессе настройки рекомендуется соединить его с переменным резистором на 100 Ом. При проверке работоспособности лучше всего использовать изношенный или ненужный лазерный диод. Показатель мощности тока остается таким же, как и на предыдущей схеме.

Подобрав наиболее подходящий метод, можно модернизировать его, если у вас есть необходимые для этого навыки. Лазерный диод нужно размещать на миниатюрном радиаторе, чтобы он не перегревался при повышении напряжения. По завершении сборки системы питания нужно позаботиться об установке оптического стекла.

В узконаправленный луч, как правило используется двояковыпуклая линза -коллиматор . 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). Мощность наиболее распространенных лазерных указок 0,1-50 мВт , в продаже имеются и более мощные до 2000 мВт . В большинстве из них лазерный диод не закрыт, поэтому разбирать их надо крайне осторожно. Со временем открытый лазерный диод «выгорает», из-за чего его мощность падает. Со временем подобная указка практически перестанет светить, вне зависимости от уровня заряда батарейки . Зелёные лазерные указки имеют сложное строение и больше напоминают по устройству настоящие лазеры.

Лазерная указка

Типы лазерных указок

Ранние модели лазерных указок использовали гелий-неоновые (HeNe) газовые лазеры и излучали в диапазоне 633 нм. Они имели мощность не более 1 мВт и были очень дорогими. Сейчас лазерные указки, как правило, используют менее дорогие красные диоды с длиной волны 650-670 нм. Указки чуть подороже используют оранжево-красные диоды с λ=635 нм, которые делают их более яркими для глаз, так как человеческий глаз видит свет с λ=635 нм лучше, чем свет с λ=670 нм. Производятся и лазерные указки других цветов; например, зеленая указка с λ=532 нм - хорошая альтернатива красной с λ=635 нм, поскольку человеческий глаз приблизительно в 6 раз чувствительнее к зелёному свету по сравнению с красным. В последнее время набирают популярность жёлто-оранжевые указки с λ=593,5 нм и синие лазерные указки с λ=473 нм.

Красные лазерные указки

Самый распространенный тип лазерных указок. В этих указках используется лазерные диоды с коллиматором. Мощность варьируется приблизительно от одного милливатта до ватта. Маломощные указки в форм-факторе брелока питаются от маленьких батареек-«таблеток» и на сегодняшний день (апрель 2012 г.) стоят порядка 1$. Мощные красные указки - одни из самых дешевых по соотношению цена/мощность. Так, фокусируемая лазерная указка мощностью 200мВт, способная зажигать хорошо поглощающие излучение материалы (спички, изоленту, тёмную пластмассу и т. д.), стоит порядка 20-30$. Длина волны - примерно 650 нм.

Более редкие красные лазерные указки используют Твердотельный лазер c диодной накачкой (diode-pumped solid-state , DPSS) и работают на длине волны 671 нм.

Зеленые лазерные указки

Устройство зеленой лазерной указки типа DPSS, длина волны 532nm.

Луч лазерной указки 100мВт, направленный в ночное небо.

Зеленые лазерные указки начали продаваться в 2000 году. Самый распространенный тип твердотельных с диодной накачкой (DPSS) лазеров. Лазерные диоды зелёного цвета не производятся, поэтому используется другая схема. Устройство намного сложнее, чем у обычных красных указок, и зелёный свет получают довольно громоздким способом.

Сначала мощным (обычно >100 мВт) инфракрасным лазерным диодом с λ=808 нм накачивается кристалл ортованадата иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVO 4), где излучение преобразуется в 1064 нм. Потом, проходя через кристалл титанила-фосфата калия (KTiOPO 4 , сокр. KTP), частота излучения удваивается (1064 нм → 532нм) и получается видимый зелёный свет. КПД схемы около 20 %, большая часть приходится на комбинацию 808 и 1064 нм ИК . На мощных указках >50 мВт нужно устанавливать инфракрасный фильтр (IR-фильтр ), чтобы убрать остатки ИК-излучения и избежать повреждения зрения. Также стоит отметить высокую энергозатратность зелёных лазеров - в большинстве используются две AA/AAA/CR123 батареи.

473 нм (бирюзовый цвет)

Данные лазерные указки появились в 2006 году и имеют схожий с зелёными лазерными указками принцип работы. 473 нм свет обычно получают путем удвоения частоты 946 нм лазерного излучения. Для получения 946 нм используется кристалл алюмо-иттриевого граната с добавками неодима (Nd:YAG).

445 нм (синий цвет)

В этих лазерных указках свет излучается мощным синим лазерным диодом. Большинство подобных указок относится к 4-му классу лазерной опасности и представляет очень серьёзную опасность для глаз и кожи. Своё активное распространение начали в связи с выпуском компанией Casio проекторов , использующих вместо привычных ламп мощные лазерные диоды.

Фиолетовые лазерные указки

Свет в фиолетовых указках генерируется лазерным диодом, излучающим луч с длиной волны 405 нм. Длина волны 405 нм находится на границе диапазона, воспринимаемого человеческим зрением и поэтому лазерное излучение таких указок кажется тусклым. Однако, свет указки вызывает флюоресценцию некоторых предметов, на которые он направлен, яркость которой для глаза выше, чем яркость самого лазера.

Фиолетовые лазерные указки появились сразу после появления Blu-ray -приводов, в связи с началом массового производства лазерных диодов на 405 нм.

Жёлтые лазерные указки

В жёлтых лазерных указках используется DPSS лазер, излучающий одновременно две линии: 1064 нм и 1342 нм. Это излучение попадает в нелинейный кристалл, который поглощает фотоны этих двух линий и излучает фотоны 593,5 нм (суммарная энергия 1064 и 1342 нм фотонов равна энергии фотона 593,5 нм). КПД таких жёлтых лазеров составляет около 1 %.

Использование лазерных указок

Безопасность

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обычные лазерные указки имеют мощность 1-5 мВт и относятся к классу опасности 2 - 3А и могут представлять опасность, если направлять луч в человеческий глаз достаточно продолжительное время или через оптические приборы. Лазерные указки мощностью 50-300 мВт относятся к классу 3B и способны причинить сильные повреждения сетчатке глаза даже при кратковременном попадании прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого.

В лучшем случае лазерные указки оказывают только раздражающее воздействие. Но последствия будут опасными, если луч попадает в чей-то глаз или направлен в водителя или пилота и может отвлечь их или даже ослепить. Если это приведёт к аварии, то повлечёт за собой уголовную ответственность.

Всё более многочисленные «лазерные инциденты» вызывают в России, Канаде, США и Великобритании требования ограничить или запретить лазерные указки. Уже сейчас в Новом Южном Уэльсе предусмотрен штраф за обладание лазерной указкой, а за «лазерное нападение» - срок лишения свободы до 14 лет.

Также важно учесть, что у большинства дешёвых китайских лазеров, работающие по принципу накачки (то есть зелёные, жёлтые и оранжевые) отсутствует ИК-фильтр ради соображения экономии, и такие лазеры фактически представляют большую опасность для органов зрения, чем заявлено производителями.

Примечания

Ссылки

• Laser Pointer Safety website Включает данные о безопасности

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.