Зеленый лазерный диод 510нм! Дождались)
Около года назад пошел слушек что ученые смогли создать диодный зеленый лазер на 50мВт! И это не слухи, как оказалось)
Пользователь американского лазерного форума выложил небольшой обзор, и вот какая информация теперь у нас есть:
После тестирования, было решено собрать на их основе пару портативных лазеров. Вот и получились DGH-N1 и DGH-N2. Это не настоящее название продукта, это просто наименования, чтобы отличать их.
Заметки при построении:
диоды были в 3.8мм корпусе, и мне всегда нравились медные модули. Собственно диод был впрессован в 12мм коллиматор, и далее в медный радиатор.
Диоды требуют невероятно высокого напряжения, порядка 8В. Это довольно трудная задача. Было решено использовать 3 Li-Ion аккумулятора и понижающий драйвер. В соответствии со спецификацией, диоды не требуют большого тока. оба диода работают на 191мА и выдают 45мВт зеленого цвета!
В сравнении, у одномодного синего лазера эффективность около 15%, у одномодного красного HL63133DG порядка 20%, ну а 532нм DPSS модуль от FireDragon выдает примерно 7% от входной мощности. Другими словами зеленые диоды пока не очень то эффективны.
Но цвет очень хорош! Его можно описать как темно-зеленый. Фактически складывается ощущение, что в этом цвете больше зеленой составляющей, чем в 532нм цвете.
Ну а теперь непосредственно о диоде! Очень давно мы получили в распоряжение красные лазерные диоды! Лет 5-6 назад стали доступны 405нм фиолетовые диоды.
Ну и конечно же синие 445нм диоды! А теперь зеленые диоды! Лазерная индустрия развивается все быстрее и быстрее!) Это радует!)
Ну и главный вопрос, насколько зеленый диодный лазерзеленый?)
Очень зеленый! Не голубой! Излучение примерно на 22нм отличается от 532нм зеленого и на 22нм от 488 CYAN цвета. В общем цвет примерно между этими двумя цветами. Субьективно он очень похож на излучение ArIon 515нм лазера.
Корпус второго лазера примерно такой-же, используется три 10440 аккумулятора для получения 12В и конвертирования их в 8В для диода.
Луч.
Это все еще 50мВт зелени, соответственно видно их почти так же, как и 50мВт 532нм. В комнате луч виден из=за пыли.
Извиняюсь за уличную фотографию, здесь все вхолодных цветах, и естественный цвет луча не передается. Я сфотографировал как лазерный луч попадает на верхушку горы, между деревьев. Я бы сказал, что это благодаря дивительно низкой расходимости, однако это не только заслуга расходимости! Дело в том, что Ночью зрение людей немного изменяется, и центр чувствительности смещается. Поэтому ночью именно 510нм лазер будет выглядеть ярче 532нм!
Профиль луча:
Это фото расфокусированного луча одномодового лазера. И выглядит он оменно одномодовым, например в сравнении с 445нм касио диодом. Никаких полосочек, ровный элипс.
Сравнение цветов:
На этой фотографии видно небольшой сдвиг 532нм в сторону желтого, и сдвиг 510нм в сторону голубого.
Вот такие сравнения цветов!) Очень красиво!
Измеряем расхождение:
Можно описать расходимость как очень низкую!
BEAM DIAMETER:
—————————————————
Ось……….. APERTURE 8.5м 12м
Медленная : 5.50mm 7.00mm 7.75mm
Медленная ось:
—————————————————-
на 0 метров,толщина луча 5.50 мм
на 8.5 метров,толщина луча 7.00 мм
на 12 метров,толщина луча 7.75 мм
—————————————————-
Расходимость : 0.1757 (0.18) mRad от 00-8.5м
Расходимость: 0.2050 (0.20) mRadот 8.5-12мft
Рассчитанная расходимость по медленной оси: 0.19 mRad
Быстрая ось:
—————————————————-
на 00м, толщина луча 3.00мм.
на 8.5м, толщина луча 5.00мм.
на 12м, толщина луча 6.00мм.
—————————————————-
Расходимость: 0.2343 (0.23) mRad от 00-8.5м
Расходимость: 0.2734 (0.27) mRad from 8.5-12м
Рассчитанная расходимость по быстрой оси: 0.25 mRad
—————————————————-
0.19+0.25=0.440; 0.44/2.00=0.22
0.22 mRad суммарная расходимость.
Чтож, вот такой обзор! Остается только ждать, когда диоды станут эффективными,низкостоящими и доступными!
Приглашаю обсудить новость на форум: Обсуждение 50мВт зеленого диодного лазера
на Ваш сайт.
lasers.org.ru
Лазерная указка — эффективное средство сигнализации, игрушка, забавный сувенир
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.
comp-pro.ru
Особенности зеленого и других цветных DPSS лазеров
Наверно для многих будет открытием, что все зеленые лазеры делаются не из зеленых лазерных диодов а из ИК диода с системой линз. Такие лазеры называют DPSS лазерами и расшифровывается они как твердотельный лазер с диодной накачкой(Diode Pumped Solid State Laser). DPSS лазеры совмещают в себе все лучшие качества газовых лазеров и компактность обычных диодных. DPSS лазеры бывают голубого(457нм), зеленого(532нм) и желтого(593.5нм) цвета, а также существуют инфракрасные(1064нм) лазеры.
На данном рисунке изображено устройство DPSS зеленой лазерной указки. Источник лазерного излучения — 808нм диод. Лазерный луч фокусируется и подается на Nd:YVO4(ванадат иттрия (YVO4) с неодимовым легированием (Nd:YVO) ) — кристалл, который из 808нм луча делает 1064нм луч. Потом KTP кристаллом(кристалл титанила-фосфата калия, KTiOPO4, сокр. KTP), из 1064нм делается луч сдвоенной частотой — 532нм. На мощных указках >50 мВт нужно устанавливать инфракрасный фильтр (IR-фильтр), чтобы убрать остатки ИК-излучения и избежать повреждения зрения.
К сожалению КПД зеленого DPSS лазера всего 20%, но тем неменее существуют лазеры у которых КПД 35%. И что это дает мне спросите вы. А то что если в лазере используется 2.5Вт 808нм диод, то зеленого цвета вы получите примерно 500мВт + немного ИК :).
В голубом DPSS лазере используется похожая схема, но 808нм луч конвертируется в 946нм луч, и при сдваивании луча образуется искомые 473нм. Для получения 946 нм используется кристалл алюмо-иттриевого граната с добавками неодима (Nd:YAG). Из за низкого КПД используемых материалов синие лазеры имеют КПД всего 3% и высокую стоимость.
Фото разобранного 473нм лазерного модуля:
В желтых лазерах используется еще более запутанный процесс. 808нм луч конвертируется в 1064нм луч, далее 1064 луч конвертируется в 1342нм луч и только потом сдваивается в 593.5нм луч. КПД желтых лазеров схож с КПД синих, но из за сложности изготовления и стоимости КПД такого лазера всего лишь 1%.
Наверно теперь вы поняли, почему же используя в зеленой лазерной указке диод 2.5Вт никак не получится сделать лазер мощьностью 2.5Вт, а также почему желтые лазерные указки имеют максимальную мощьность 25мВт.
на Ваш сайт.
lasers.org.ru