激光指示器

Laser pointer

激光指示器

激光指示器(Laser pointer )是一种小型的(通常是电池供电)激光设备,旨在通过用准直的可见激光束照亮物体来进行指向。大多数激光指示器,特别是廉价的激光指示器,包含一个在红色光谱区域附近发光的小型 GaInP/AlGaInP 激光二极管、一个准直透镜、一个简单的电子二极管驱动器和一个电池盒,例如三个纽扣电池。

一些更昂贵的指示器,会发出绿光甚至是蓝光或黄光,通常包含一个小型二极管泵浦固体激光器,带有非线性晶体用于倍频。。绿色激光指示器通常基于一个微型的Nd:YVO4激光器,并带有一个用于腔内倍频的KTP晶体。在这里,Nd:YVO4有利于实现低阈值泵浦功率,而KTP在相对较宽的温度范围内工作,因此不需要温度稳定装置。

激光指向器不应与含有发光二极管(LED)的灯相混淆,后者发出的光束更加分散(空间相干性更低,类似于白炽灯),也可以发出不同颜色的光。与此相反,激光点通常发出准单色的光。

应用

常见的激光指示器有红光(650-660nm)、绿光(532nm)、蓝光(445-450nm)和蓝紫光(405nm)等。通常在会报、教学、导赏人员都会使用它来投映一个光点或一条光线指向物体,但它可能会破坏或影响导览物的场所,例如艺术馆(有些画作怕光)、动物园等都不宜使用。

某些激光指示器可用于校准机械或光学距离测量。

亮度和颜色

照明点的表观亮度很大程度上取决于发射光的波长。大多数设备在红色光谱区工作,眼睛的灵敏度随着波长的增加而迅速下降。输出波长为650纳米的设备看起来比那些在670纳米发射相同功率的设备要亮两倍左右,而635纳米的设备还要亮两倍左右。然而,短波长的激光指示器通常更加昂贵。绿色激光器尤其如此,它的亮度明显高于红色激光器。它们包括二极管泵浦固态激光器和倍频器,由于倍频器在低功率水平下的转换效率通常较差,产生几毫瓦的绿色激光需要几百毫瓦的红外光(通常是1064纳米),因此电池不会持续很长时间,除非它们相对较重。

激光笔的射程

非专业人士经常问激光指针的射程范围是多少,对此,一些生产商给出了一些或多或少有问题的数值。如果问题的意思是激光笔的光可以传播多远,正确的答案是没有限制,只要光在大气中不被吸收或散射掉。然而,由于光束发散,光束面积最终会变大,因此,即使总体功率保持不变,屏幕上的强度也会降低。因此,一个飞机驾驶员从10公里的高度向下看这样的光束,不会被剩余的小强度所干扰,在较短距离内照射可能会造成很大问题。

激光笔的射程也可以理解为在屏幕上可以看到光斑的最大距离。这种范围通常不受光束发散的限制,而是受整体光功率的限制。因为问题不是从激光指示器到屏幕的过程中相对较小的发散, 而是返回途中散射光的巨大发散。因此,站在被照亮的屏幕旁边的人很容易看到光斑,而从激光指示器的位置来看,光斑的不容被觉察的。

安全隐患

关于与激光指示器相关的激光安全问题存在广泛的争论。 典型的输出功率为几毫瓦 - 通常低于5 mW以符合安全等级3R,有时低于1 mW以符合等级2。直接注视1 mW光束可能会刺激眼睛:它会导致暂时性闪光、失明。然而,通常没有人会长时间这样做,以至于造成严重的眼睛损伤。然而,如果激光指示器被认为是不错的玩具,那么在儿童玩激光指示器的时候,就应该非常小心。例如,如果有人走下楼梯或汽车司机被激光束刺激,就会产生严重的危险。

有报道说,出售的廉价绿色激光笔没有过滤器来消除红外光,因此可以在红外光谱区发出数百毫瓦的光。这显然是一个可怕的安全隐患;被这种光束直接击中的眼睛可能在几分之一秒内永久性损伤眼睛。

用于校准

原则上,激光指示器可用于校准目的。然而,有一些特殊的对准激光器可能更适合于这种应用。例如,它们的外壳可以更方便地安装,而且光束方向可能更稳定。

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