激光指示器

激光技术的应用——激光指示器学校：河北农业大学院系：理学院班级：应用物理学姓名：吴萌科学是一把双刃剑提到激光人们第一反应就是激光武器。的确，激光在军事领域的应用是最为充分的。各种激光武器威力巨大，用途多样。但是我更为关注激光在日常生活应用中的应用，激光技术的应用能让人们活的更舒适与便利。激光是20世纪60年代的新光源。激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。激光由于具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点而得到广泛应用。主要有激光打标、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。激光指示器（Laserpointer），又称为激光手电、激光笔、指星笔等，是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组（二极管）加工成的笔型发射器。激光笔的主要结构：凸透镜、电池、开关、外壳稳压稳流电路（驱动）激光二极管（包括晶体，外壳，聚焦透镜）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。绿光、红光以及蓝紫光之间对比区别：亮度上：绿光红光蓝紫光价格上：红光绿光蓝紫光聚热性能（点火）：绿光红光＝蓝紫光稳定性：绿光红光＝蓝紫光（绿光受气候影响较大，较冷的环境下使用，需要预热）激光笔的功率通常以毫瓦为单位。在美国，激光由美国国家标准学会和美国食品药品监督管理局(FDA)来分类。可见激光指示器（400-700nm）小于1mW的功率运行，2级或II级，可见1-5mW的激光指示器，是3A级或IIIa。3B类或IIIb激光器产生5至500mW；4级或第四激光器产生超过500mW。美国FDA联邦法规规定，“演示激光产品”，必须符合适用的要求为I级，IIA级，或IIIA级设备。激光笔照射出光点的表观亮度不光取决于激光的功率和表面反射率，还取决于人眼的色觉。例如，由于人眼对可见光谱中波长为520-570nm的绿光最敏感，对更红或者更蓝的波长敏感性下降，所以相同功率下绿光显得比其它颜色亮。激光指示器的分类早期的激光笔使用波长为633纳米(nm)的氦氖（HeNe）气体激光，通常用于产生能量不超过1mW的激光束。氦氖激光器是石英管中装有氦氖气体，在电子震荡器的激励下，发生非弹性碰撞，使电子跃迁，放出红外线。红光激光指示器最早出现于1980年代，是庞大笨重的价值数百美元的设备。现在使用深红色的近670/650nm波长激光二极管能直接产生红光，所以其结构最简单，基本上仅是一个由电池做能源的二极管。红光激光指示器是最便宜的激光指示器，现在网上价格五元左右。近些年出现了波长为671nm的二极管泵浦固体激光(DPSS)红光激光笔。虽然该波长可以用便宜的二极管（用在DVD机内的650nm红色激光）得到，但是DPSS技术可以产生质量更高，频段更窄的激光。黄光激光指示器极为少见，波长为593.5nm。基于DPSS技术将波长为1064nm和1342nm的两束激光通过一非线性晶体相加而得到。该过程的复杂使得黄光激光笔不稳定且低效率，随温度变化输出功率在1-10毫瓦，如果过热或过冷还会发生模式跳跃。这是因为激光笔的尺寸导致无法提供所需的温度稳定和冷却部件。另外，大部分593.5nm激光笔工作在脉冲模式下以便采用尺寸和功率较小的泵浦二极管。绿光激光指示器使用波长808nm红外激光激发非线性晶体，产生1064nm红外光，再经倍频产生532nm绿光，属于固体激光。一些绿光激光器工作在脉冲或者准连续模式下来减少冷却问题，延长电池寿命。倍频绿光示意图近期宣布的不需要倍频的绿光激光有着更高的效率。在夜晚即使是低功率的绿光由于大气分子的瑞利散射也可以看见，这种激光笔常被天文学爱好者们用于指点恒星和星座。绿光激光笔可以有多种输出功率。5mW(三类a)使用起来最安全，并且在较暗照明下也可见，所以为指点目的是不需要更强的功率。一个5mW绿光激光笔在夜晚指向一颗棕榈树。注意因为瑞利散射和空中的尘埃光束是可见的。原来只有经DPSS产生的473nm蓝色激光，功率偏低及不稳定。近来，随着CASIO开发出包含蓝色激光二极管(445nm)的混合光源高亮度投影机，功率高达1000mW的蓝光半导体二极管被大量生产而普及化。2010年初出现蓝紫光激光指示器使用波长405nm的蓝紫色激光二极管，属于半导体激光，接近紫外光波段，可视度较低，但能激发萤光，具有验钞和检验化学品作用。激光指示器的应用激光指示器经常被用来作为一个醒目的点在教育和业务演示和可视化示范。红色激光指示器，可用于几乎任何室内或低光的情况，为指出手工的细节带来方便，如在建设工作或室内装潢。绿色激光指示器，可用于类似用途以及在户外日光或更长的距离。激光教鞭是无线射频翻页激光笔运用计算机USB技术、无线电技术，集遥控电脑功能与激光教鞭于一身，配合PC机或手提电脑、结合投影仪使用而广泛用于产品演示、电化教学及学术会议等场合的理想演示用工具。无线控制电脑距离超过20米，在教室或会议室的任何一个角落都可以灵活自如地操作电脑。绿色激光指示器也可以用于天文爱好者。绿色激光笔光束在没有月亮的夜晚，往往可以清楚地看到，可以准确地指出个别恒星附近给他人。此外，这些常用的绿色激光指示器由天文学家进行天文讲座。天文学激光指示器也常用到一个特定的星级或位置，以便使该望远镜安装上望远镜。激光准直是比通过使用目镜对准容易导游——当面对“触手难及”的目标而束手无策时，它能轻松，准确地把目标指示出来。野外旅行者/探险者——用于野外探险，指示远方目标和发出求救信号，使旅行更加开心，更加安全。建筑工地/采矿场——用于远距离准确指示建筑物，可以避免接近危险区域，使指挥者千米之外犹如现场指挥。消防/救灾/求救/地震——很多紧急状况时挽救生命的救命笔。激光在娱乐上应用很多，比如在酒吧KTV、舞台表演、广告上使用，给人神奇梦幻的感觉，添加很好的娱乐氛围。在工业上可以使用激光指示器。例如，建筑公司可能会使用高品质的激光指示器，以提高显示具体距离的准确性，而对大型项目的工作。还可以用在科研领域，如光子学，化学，物理，医药等。激光是可以作为武器使用的，存在一定危险性。所以激光指示器的使用需要注意安全。使用激光照射航空器会威胁飞行员和乘客的安全据英国广播公司（BBC）新闻网报道，大卫·泰勒（DavidTaylor）于2011年3月12日从位于肯顿区的自己家中先后两次用激光笔对准一架正在飞往纽卡斯尔机场的诺森比亚地区警用直升机驾驶舱进行照射，导致飞行员出现目眩的情况。大卫·泰勒在事发后被逮捕，涉案时使用的激光笔也被起获。最终，年仅18岁的大卫·泰勒对于其危及飞机飞行安全的罪行供认不讳，当地刑事法院判处其被送入少管所服刑三个月。美国联邦航空局（FAA）自从2005年开放报告系统让机长主动报告激光照射航空器事件后，每年通报的事件数都在不断增加。2010年FAA通报了2836起激光照射航空器事件，而2011年已增加到3592起。在多起激光照射事件中，飞行员都报告了曾出现短暂的失明现象或者必须采取措施以躲避强烈的激光。不是超人，请勿模仿使用激光不当会造成暂时性甚至永久性视力损伤。直视5mW及以上功率的激光会对视力造成暂时性视力损伤，更大功率会造成永久性视力损伤甚至失明。大功率激光对皮肤也会产生伤害。激光对人眼有害请勿对向人眼直射，请远离儿童存放，以免引起意外伤害事故。在室内或者近距离使用激光时，请佩戴相应波长的激光防护镜！避免光束直射眼睛！请谨慎使用超能力2012年3月份，武汉的一位网民曾发帖呼吁家长要小心激光玩具伤孩子眼。帖子称，2012年3月，汉口某小学10岁的男孩鹏鹏(化名)在学校周边的商店买了支大功率激光笔，天天把它带在身上玩。有一天，激光笔突然不亮了，他便用右眼凑近笔头，想看看怎么了，哪想盯着看了约2秒，突然感觉右眼一片黑暗。家人随后带鹏鹏到医院就诊，医生发现鹏鹏右眼黄斑中央凹全层受损，呈黄白色，伴有轻微水肿，确诊为黄斑部光灼伤。因错过最佳治疗时机，鹏鹏的右眼视力难以恢复至正常水平。10岁男孩视力再难恢复网络店铺的点火柴操作图大功率激光笔能够引燃易燃物，引起火灾。这是用激光笔点烟店主传授了用激光笔点烟的技巧：“点烟时，一定要把烟头用手捏实在，这样点起来会容易些。”2秒钟后香烟头边开始有“烟”冒出，散发出香烟燃烧的气味。10秒后香烟便开始燃烧。如果停留30秒，香烟便可完全点燃。不少卖家在产品介绍中称，激光笔发出的光可以“秒杀火柴”、“点燃爆竹”，甚至能轻易点燃香烟。店主们为了证明所言不虚，都配有用激光笔点燃火柴的实验视频。激光笔点烟和电子点烟器不同用激光笔点火柴、点香烟看着很有意思，但是很不安全。像这种大功率激光笔搞不好都可能成为凶器。激光技术的发展给人们带来方便也带来了伤害。小小的激光指示器就如此威力更何况那些激光武器。电子点烟器又叫电子打火机。其由内置3.7V350mA.H锂离子电池和发热丝，充电电路，电池保护电路，外壳等组成。点一次烟须花4到5秒时间。因是发热丝发热来点烟的，所以是无明火，不怕风和不怕寒冷天气的。激光笔功能强大，可以做好多不可能的工作。在市场上获得广大消费者的好评。但是在使用的时候也要注意安全。1、激光对人眼有害，请勿对向人眼直射，请远离儿童存放，以免引起意外伤害事故。在室内或者近距离使用激光时，请佩戴相应波长的激光防护镜。避免光束直射眼睛。2、请不要连续点亮激光过久（特别是绿激光），夏天最好不要超过30秒，如果感觉激光手电或者笔身发烫，请立即停用，直到完全冷却。3、冬天使用时，绿激光可能需要预热一段时间，才能达到最佳亮度，可以放在衣兜里捂热后，再放入电池使用，连续点亮时间也不要超过1分钟为好。以防激光器过快老化，或者是过热而对激光LD或者模组造成损害。4、在艺术馆里，因为部分画作可能怕光，不适合使用激光笔。5、在动物园里，为免惊吓动物，也不应该使用激光笔。6、天文爱好者在使用激光笔指星时，应该要注意，不应该频繁和长时间使用指星笔，以免妨碍其他人观星和摄影。7、在人多的公众地方，为避免误伤他人，应该停止使用激光笔。8、一些较大功率的激光笔会有明显的热效应，不能长时间连续使用，特别是对温度较敏感的固体激光。放映结束谢谢观赏