Применение лазерной указки

26.05.2014

Наиболее распространены указки с красным лазером, которые появились на рынке первыми. Они просты, нетребовательны к источнику питания и недороги. Их используют в помещениях или в темное время суток. Указки с синим лучом появились относительно недавно – с 2006 года. Фиолетовый лазер используется для записи и считывания дисков Blue-Ray. За его изобретение японский изобретатель Сюдзи Накамура получил в 2006 году премию «Технология тысячелетия».

Общие сведения

Лазеры – это источники узконаправленного пучка когерентного монохроматического светового излучения видимого спектра. В зависимости от длины волны они относятся к одной из групп: красные (оранжевые), желтые, зеленые, синие и фиолетовые. Возникли лазерные указки приблизительно в восьмидесятые годы ХХ века.

Луч указки с зеленым лазером хорошо виден днем. Широкое распространение эти устройства получили с начала XXI века. Процесс получения зеленого света достаточно сложен и называется «диодная накачка с удвоением частоты».

Поэтому стоимость таких указок относительно высока.

В 2012 году компании Nichia (Япония) и OSRAM (Германия) выпустили в продажу лазерные светодиоды зеленого света (длина волны 515-520 нм).

Применение лазерной указки

Преимущество лазерных указок перед обычными состоит в том, что преподаватель может находиться в любой точке помещения. Яркая точка привлекает внимание. При демонстрации слайдов учитель не заслоняет собой изображение. Используя устройство вне помещения, можно указывать его лучом на недоступные или отдаленные объекты.

Лазеры применяются в оптике, медицине, промышленном производстве, строительстве, космонавтике, астрономии, вооруженных силах, связи, метрологии, шоу-бизнесе, информатике и многих других сферах человеческой деятельности. Например, для фризлайтинга – создания световых узоров с помощью лазеров и длительной экспозиции фотоаппарата.

При одинаковой мощности луч зеленого лазера воспринимается в 35 раз ярче красного, поскольку длина волны его света является пиковой для чувствительности глазной сетчатки.

Критерии выбора

Выбирая лазерную указку для учебных целей ее мощностью следует руководствоваться в последнюю очередь – расстояние до объекта невелико. Кроме того, высокая мощность – это и более дорогие элементы питания, и необходимость частой их замены. А последствия случайного (или преднамеренного) попадания луча в глаза куда тяжелее.

Гораздо важнее устойчивость к механическим нагрузкам, например, падению.

Толщина луча и его расходимость, безусловно, важны. Однако простота замены элементов питания и их доступность – гораздо существеннее.

Достаточный теплоотвод также важен. Перегрев светодиода может привести к выходу его из строя.

Стабильность свечения зависит от качества драйвера – электронной схемы, преобразующей напряжение батарейки в питание лазерного светодиода.

Безопасность

В большинстве стран в связи с опасностью повреждения глаз мощность лазеров для указок ограничена – не более 5 кВт, что соответствует классу IIIa. При таком значении нарушение зрения может наступить через 10 секунд облучения сетчатки, что при рефлекторном моргании маловероятно.

Росавиация зафиксировала десятки случаев попыток ослепления лазерами летчиков самолетов, заходивших на посадку. В связи с этим Совет Федерации России представил в Госдуму законопроект о внесении поправок в УК РФ и УПК РФ об уголовной ответственности за подобное «применение лазерных устройств с хулиганскими побуждениями».

Президент Чечни Р. Кадыров запретил продажу и использование лазерных указок на территории республики после инцидента с ослеплением летчика несовершеннолетним жителем станицы Петропавловской Грозненского района. Об этом сообщила Пресс-служба Главы и Правительства Чеченской Республики 4 июля 2011 года.

Известны случаи ослепления лазерными указками футболистов – и вратарей, и полевых игроков. Криштиану Роналду и Лионель Месси на себе испытали действие зеленых лазеров.

«Лазерная» указка: как она устроена, чем опасна и на что сгодится? | Техника и Интернет

Особенно охотно распространяют эти оптические приборы за символическую цену на рынках, в метро и электропоездах, то есть там, где не требуется показывать свидетельство о сертификации устройства, даже если бы оно у продавцов и было. При этом указка с псевдолазером может быть применена не только по назначению, это довольно опасная игрушка.

Устройство со слабым по мощности лучом — всего 0,5−1 милливатт (мВт). Но даже этот лучик опасен для зрения человека и животного, если его направить в глаза фронтально. Дело не столько в мощности, сколько в самом луче, который необратимо повреждает отдельные клетки сетчатки глаза даже при кратковременной экспозиции.

Если направить такой луч на кожу, к примеру, на руки, ничего не случится. Неплохой вариант применения указки с лазерным диодом может быть реализован дома — для игры с котенком. Лазерный зайчик, почти как солнечный, забавляет братьев наших меньших, а динамика его смещения, когда указка в наших руках, придает игре нешуточный (для кошки) задор.

Устройство

Первичный источник светового потока — лазерный инфракрасный светодиод с непрерывным излучением. Генерируемый диодом луч с длиной волны (инфракрасного спектра) примерно 808 нм (нанометров) проходит сквозь линзу и попадает в кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия, где преобразуется в излучение с длиной волны 1064 нм. Затем световой поток проходит сквозь калий-титаново-фосфорный кристалл, который преобразует до того невидимое человеческому глазу излучение в луч с длиной волны 532−670 нм. Далее — инфракрасный фильтр, концентрация потока в пучок посредством выходной линзы и… минигиперболоид инженера Гарина готов. Почти настоящий, не смертельный, но и не вполне безопасный. Детям отдавать в игру не советую, хотя бы из-за их любопытства и желания все экспериментально испытывать на себе, в частности на своем лице и глазах.

Дальность

Надежность китайской указки поистине сравнится с вечностью и зависит от ресурса лазерного диода, который составляет не менее 50 000 часов (наработки до отказа).

Продавцы лазерных указок любят приводить в пример их дальнобойность. Но что понимать под этим определением «лазерного» луча, который очень мало рассеивается, — дело туманное. Причем как в прямом, так и в переносном смысле, ведь в туман, дождь или снег, а также в яркую солнечную погоду лазерная подсветка на расстоянии более нескольких десятков метров практически не видна, а значит, теряется весь ее смысл.

Возьмем за основу расстояние, на котором можно заметить невооруженным глазом пятнышко на цели. В вечернее время лазерной «китайской» указкой такое пятнышко диаметром не более 20 см проецируется на стену дома в прямой видимости, на расстоянии 1,12 км. И даже с такого расстояния до источника излучения, смотреть на китайский лазер не комфортно. Хотя, скорее всего, никому не придет в голову светить себе в глаз, все же выводы о безопасности китайского «гаджета» делайте, пожалуйста, сами.

Предупрежденный — защищен.

Теги: игрушки, популярность, подарки, безопасность, глаза, дети, здоровье, лазер, оптические приборы

лазерных указок | Охрана окружающей среды и безопасность

Лазерные указки предназначены для использования выступающими во время лекций или презентаций. В качестве высокотехнологичной альтернативы выдвижной металлической указке луч лазерной указки создает на цели небольшую световую точку. Стрелочные устройства также используются в лазерной центровке, строительстве, промышленном производстве и ремонте автомобилей, а также в качестве прицельных приспособлений для огнестрельного оружия.

 Кажущаяся яркость пятна от лазерного луча зависит от оптической мощности лазера, отражательной способности поверхности и хроматической реакции человеческого глаза. При одинаковой оптической силе зеленый лазерный свет будет казаться ярче других цветов, потому что человеческий глаз наиболее чувствителен при слабом освещении в зеленой области спектра (длина волны 520–570 нм). Чувствительность снижается для красных или синих длин волн.

Прямое воздействие луча лазерной указки может повредить незащищенные глаза. Даже маломощные лазеры могут вызывать блики, слепоту и эффекты остаточного изображения при неправильном использовании. Травмы, полученные в результате наведения лазерной указки прямо в глаз человека, хорошо задокументированы.

Если лазерная указка направлена ​​человеку в глаза, она может вызвать временное нарушение зрения. Есть некоторые свидетельства редкого, незначительного, постоянного вреда, но маломощные лазерные указки не представляют серьезной опасности для здоровья. В некоторых случаях они могут сильно раздражать: точку света от красной лазерной указки можно спутать с лазерным прицелом, что вызовет панику и возможную травму. При наведении на самолет ночью лазерные указки могут ослеплять и отвлекать пилотов, и принимаются все более строгие законы, запрещающие это. См. приведенные ниже ссылки на новостные статьи об аресте и осуждении лиц, злоупотребивших лазерной указкой .

Университет штата Айова разрешает использование лазерных указок класса 2 и класса 3A/R без предварительного разрешения. Использование лазерных указок класса 3B и класса 4 требует одобрения ответственного за лазерную безопасность.

Студенты, сотрудники, преподаватели, подрядчики и посетители должны безопасно использовать лазеры в жилых/учебных помещениях кампуса, офисах, общественных местах и ​​на открытом воздухе.

Безопасность лазерной указки

Следуйте этим рекомендациям по безопасной эксплуатации лазерной указки:

  • Знай свою цель
  • Никогда не направляйте лазерную указку на человека, животное или внутрь здания через окна или двери
  • Никогда не смотрите на лазерный луч через оптический инструмент, такой как бинокль, микроскоп или увеличительное стекло
  • Не направляйте лазерную указку на блестящую зеркально отражающую поверхность
  • Не направляйте лазерную указку на самолеты, автобусы или автомобили
  • Не покупайте и не используйте лазерную указку без маркировки

Для получения дополнительной информации свяжитесь со специалистом по лазерной безопасности по телефону (515) 294-5359.

 

Ссылки
  • Освещение опасностей, связанных с мощными лазерными устройствами — Уведомление FDA о безопасности
  • Безопасность лазерной указки — Health Physics Society
  • Бюллетень по безопасности лазерных указок — Лазерный институт Америки
  • Рекомендации по безопасности лазерных указок — Rockwell, R. James
  • Приговоры лицам, осужденным за правонарушения, связанные с использованием лазера – Безопасность лазерной указки
  • НФЛ расследует жалобу Биллса на лазерную указку в Детройте – Associated Press News Story

 

Безопасность лазерных указок. Для чего нужны лазерные указки?

Исчерпывающий ресурс по безопасному и ответственному использованию лазера

Для чего нужны лазерные указки и портативные лазеры?

Примечание от автора сайта : Эссе ниже представляет мои личные мысли. Эта страница менее основана на фактах и ​​более философски/мнительна, чем большинство других материалов здесь, на LaserPointerSafety. com.

Ряд репортеров спрашивали меня: «Какая польза от лазерных указок?» Конечно, есть некоторые полезные потребительские приложения: презентации, наблюдение за звездами с другими (например, бойскаутами или школьными поездками) и игры с домашними животными. В чрезвычайной ситуации в дикой природе лазерная указка может быть более эффективной, чем фонарик, для подачи сигналов поисковикам. У указателей также есть место в классе, чтобы обучать свойствам света и физики.

В новостях за декабрь 2011 года описывалось, как медсестра по уходу на дому использовала лазерные указки, купленные в Office Depot, чтобы пациенты могли общаться. Стрелки крепятся к оправе очков или кепке. Они позволяют пациентам с ограниченной подвижностью указывать буквы и слова на доске для общения.

В октябре 2014 года читатель по имени Брайан Палмер написал, чтобы описать, как мощный лазер можно использовать для удаления нежелательных наростов в аквариумах, включая аиптазию (показанную ниже), полипы зеленой звезды, ксению, мохано, валонию и циано. Он отмечает, что необходимо принять меры предосторожности, чтобы избежать отражения лазерного излучения от стеклянных поверхностей, в том числе использовать защитные очки во время процедуры. Обсуждение Reef Central здесь; аналогичное обсуждение есть на Reef2Reef.


Нежелательный полип aiptasia на коралле


Wicked Laser Spyder Arctic мощностью 700 мВт, 445 нанометров нагревает его и уничтожает за 10 секунд. Видео здесь .


Аиптазия больше не отрастет.


На веб-сайте Hackaday.com есть несколько проектов по взлому лазером, многие из которых требуют мощности более 5 мВт.

Почему люди покупают мощные лазеры?

Для большинства потребительских целей, кроме уничтожения аквариумных растений, требуется не более 5 мВт (традиционный максимум США для лазеров, продаваемых в виде указок). Так почему же некоторые люди покупают портативные лазеры мощностью 25, 100, 250 или даже 1000 мВт?

Одна из причин заключается в том, что есть любители лазеров, которым нравится экспериментировать с лазерами. Они могут создавать самодельные лазерные световые шоу, они могут проводить эксперименты с сжиганием или гравировкой материалов, или им может нравиться лопать светом воздушные шары или зерна попкорна. Статья в New York Times цитирует слова 18-летнего энтузиаста: «Вы многому учитесь, занимаясь таким хобби: электроникой, пайкой, физикой. И вы узнаете о свете, вы узнаете об оптике. Вы также изучаете много механических вещей».


Самодельное световое шоу. Простой аппарат — два мотора, к каждому из которых прикреплено зеркало — показан справа. Фотографии Пэта Джойса («phatcontroller») с Flickr, лицензия cc by-nc 2.0.


Это похоже на автолюбителей, которым нравится форсировать двигатели или добавлять спойлеры и панели кузова в гоночном стиле. Это также похоже на компьютерных энтузиастов, которые разгоняют свои системы с водяным охлаждением или делают индивидуальные модификации корпуса. Ни одно из этих увлечений не является «полезным» для чего-либо конкретно, но они также не являются вредными увлечениями.

Кроме того, есть люди, которым просто нравится смотреть на лазерный луч. Луч мощностью 5 мВт очень слаб. Поклонники лазеров, как правило, хотят иметь самый видимый и самый мощный луч, который они могут себе позволить. Возможно, им нравятся «Звездные войны» или «Звездный путь», и поэтому им нравится иметь свой собственный работающий «световой меч» или «фазер».


Один из энтузиастов развлекается, проводя лазером через различные материалы, чтобы увидеть луч или результирующий световой узор. Фотография лазера сквозь стакан воды, сделанная Stéphane Magnenat с Flickr, лицензия cc by-sa 2.0.


Лазерный луч, двигаясь по линии, пересекает тонкую плоскость дыма, создавая красивые завихрения. Это изображение «меч лазерного дыма» сделано dawgfanjeff из Flickr, лицензия cc by-nc-nd 2.0 .


Мощный луч также позволяет видеть ярче лазерную люмию. Это термин для туманных узоров, создаваемых, когда лазерный луч проходит или отражается от материала, такого как текстурированное стекло или пластик.



Эффекты лазерной люмии, созданные Тимом Уолшем, Laser Spectacles Inc. Чем мощнее лазер, тем ярче и детальнее люмия. Фото Laserbub с Flickr, лицензия cc by-nc 2.0.

Наконец, потребность в мощном лазере может быть свойственна человеческой природе, особенно мужской природе. Лазерные энтузиасты, как правило, мужчины; возможно, им просто нужен гаджет побольше и получше, чем у соседа.

У любителей лазеров могут быть параллели с любителями компьютеров

Вполне возможно, что доступ к мощным и недорогим лазерам может привести к новым применениям лазеров. Подумайте об этих параллелях между компьютерами и лазерами:

  • Революция ПК: В 1950-х и 1960-х годах компьютеры были большими, дорогими и относительно редкими устройствами, за которыми ухаживали специалисты. Затем в 1970-х годах появился микропроцессор. Это маленькое и недорогое устройство было подхвачено любителями и энтузиастами в таких местах, как легендарный клуб домашних компьютеров. Их первые машины были маломощными и сложными в использовании, но они быстро совершенствовались. Именно эти любители спровоцировали компьютерную революцию.
  • Возможная революция лазерных указок?: В прошлом веке лазеры видимого диапазона со значительной мощностью луча были большими, дорогими и относительно редкими устройствами, за которыми ухаживали специалисты. Затем в середине 2000-х появились доступные лазерные указки и диодные лазеры. Эти небольшие и недорогие устройства были использованы любителями и энтузиастами на интернет-форумах, таких как LaserPointerForums.com (20 500 участников с 674 000 сообщений) и PhotonLexicon.com (4 500 участников с 190 000 сообщений). Энтузиасты разрабатывают приложения и демонстрации в таких областях, как микроскопия с лазерной указкой, недорогие 3D-сканеры, квантовое стирание, усовершенствованная оптика и датчики синхронизации фотографий, подобные этому и этому. Университет штата Мичиган разработал систему, использующую лазер, похожий на указку, для обнаружения взрывчатых веществ для Министерства внутренней безопасности.

Не будем проводить параллели слишком далеко, но интересно, что некоторые пионеры микрокомпьютеров начинали с менее чем законной деятельности. Стив Возняк, Стив Джобс и Джон Дрейпер построили и использовали «синие ящики» для доступа к бесплатным междугородним телефонным звонкам.


Нелегальный «синий ящик», созданный Стивом Возняком, соучредителем Apple Computer. Сейчас выставлен в Музее компьютерной истории.

Лазеры должны иметь применение?

Когда люди спрашивают: «Зачем потребителям нужны мощные лазеры?», это предполагает, что лазеры должны быть полезными, чтобы быть разрешенными обществом. Однако это не так, как работает большинство западных обществ.

Возьмем ювелирные украшения, которые, возможно, являются женским эквивалентом мужской любви к мощным указкам. Ювелирные изделия ни на что не годятся, а это означает, что ювелирные изделия никому не нужны. Если у человека есть кольцо разумного размера, у него нет рациональной причины переходить на дорогой негабаритный камень. (Хотя этот аргумент не сработал на моем жена…)

Добыча золота и алмазов убивает больше людей, чем лазерная указка повреждает сетчатку глаза

Эксперт по лазерной безопасности однажды сказал мне: «Но алмазы не опасны». Она была частично права: хотя алмазы не представляют опасности по своей природе, добыча алмазов определенно опасна9.0003

Только в Южной Африке ежегодно на рудниках погибает в среднем 11 рабочих алмазов.* Кроме того, «конфликтные» или «кровавые» алмазы способствовали гражданским войнам в Анголе, Либерии и других африканских странах. Например, ангольские повстанцы собрали 3 700 000 000 долларов США от продажи алмазов из зон конфликтов, что в то время не было незаконным, для финансирования своей войны с правительством с 1992 по 1998 год**. . NBC сообщает, что Мали, третий по величине производитель золота в Африке, использует от 20 000 до 40 000 детей-рабочих на золотых приисках, которые подвергаются воздействию опасной ртути и получают зарплату мешками грязи.

Так что это не так просто, как сказать «продукт X опасен» или «продукт Y не опасен».


Бесполезно? Излишний? Поддержка войн? Эксплуатация детей? Эти атрибуты находятся в глазах смотрящего.

Можно ли покупать камень для домашних животных или другой «бесполезный» товар?


В большинстве стран людям не нужно объяснять правительству, почему они хотят легальный продукт. Будь то камень для домашних животных, 10-каратный бриллиант или ручной лазер мощностью 100 мВт, человек может купить его, если у него есть деньги. Не имеет значения, использует ли человек его для работы, использует ли он для удовольствия или кладет его в ящик после того, как посмотрел на него в течение десяти минут.

Конечно, человек должен использовать продукт ответственно. И есть некоторые продукты, которые настолько опасны по своей сути, что их необходимо каким-то образом ограничить или запретить.

Аналогия с ножами и лезвиями

Рассмотрим ножи и лезвия. Это обычное дело; их, вероятно, десятки в любой американской семье. Большинство людей используют их безопасно, но каждый год в отделения неотложной помощи в США обращаются более 2 миллионов человек в результате несчастных случаев и более 75 000 обращений ежегодно в связи с преднамеренными травмами.*** В отличие от лазеров, ножи используются для убийства: 1825 человек в США были ранены. убит ножами в 2009 году.****


 Ножи для продажи покупателям в магазине в Барселоне. Фотография Райана Макдональда с Flickr, лицензия cc by 2.0.


Некоторые категории лезвий считаются настолько опасными, что существуют ограничения; например, выкидные ножи и рабочие (не копии) мечи. Тем не менее, несмотря на некоторые серьезные проблемные области, общество считает, что очевидные преимущества ножей перевешивают травмы и смерти, вызванные неправильным использованием. (См. этот FAQ для получения дополнительной информации о сравнении неправильного использования ножа и неправильного использования лазера. )

Теперь рассмотрим бытовые лазеры. Были проданы миллионы указателей. В целом у них очень низкий уровень злоупотреблений, за исключением, конечно, авиации; см. ниже. Что касается глазных травм, то о них сообщается очень мало, и лишь немногие из них каждый год являются серьезными или необратимыми.

Некоторые категории или мощности лазеров настолько опасны, что запрет или ограничения для потребителей могут быть оправданы. Мое личное мнение таково, что большинству потребителей не следует покупать портативные лазеры класса 4, которые настолько мощны, что могут вызвать мгновенное повреждение глаз и обжечь кожу. (Хотя интересно, что по состоянию на февраль 2011 года было только одно незначительное сообщение о временной травме от лазера класса 4 потребительского класса.)

Основная проблема с запретами или ограничениями заключается в их эффективном применении. Федеральное агентство по лазерной безопасности FDA/CDRH уже недофинансировано. Им трудно остановить ввоз или продажу нелегальной продукции. Даже при увеличении финансирования, которое трудно получить во время сокращения федерального бюджета, было бы сложно придумать процедуры, которые эффективно ограничивали бы потребителей, не препятствуя существенно промышленным и исследовательским пользователям лазеров. По этой причине многие эксперты по лазерной безопасности не считают, что в настоящее время запрет или ограничения практичны. (См. этот FAQ для получения дополнительной информации о запрете или ограничениях.)

Авиация: безусловно, самая серьезная проблема

Основная проблема с указками и ручными лазерами, конечно же, заключается в том, что невежественные или невнимательные люди наводят их на самолеты. К сожалению, это серьезная проблема, требующая действий.

Как указано в другом месте на этом веб-сайте, различные группы должны помочь уменьшить количество и серьезность инцидентов. Эти действия включают обучение пользователей, усиление правоприменения и пилотное обучение.

Если совместными усилиями количество инцидентов не снизится, то может потребоваться запрет или ограничения на лазерные указки. Прежде чем сделать это, следует провести исследования, чтобы выяснить, эффективны ли запреты или ограничения в таких областях, как Новый Южный Уэльс. Кроме того, юридический язык должен быть тщательно написан, чтобы гарантировать его эффективность без ущерба для законного использования. (Дополнительную информацию см. на странице «Если вы пишете закон о лазерах».)

Примечания

* Горнодобывающая палата Южной Африки, факты и цифры, 2010 г., стр. 10. Общее число погибших при добыче алмазов, 2000–2009 гг., составляет 112 человек, или 11,2 в год.
** Статья в Википедии «Кровавый алмаз», полученная 24 марта 2011 г. См. также «Гражданская война в Анголе»; общее количество погибших за 27 лет войны оценивается в 500 000 человек, хотя данные о смертях в период продажи кровавых алмазов в 1992–1998 годах не приводятся.