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激光笔

激光笔

激光笔,又称为激光指示器、指星笔等,是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组(发光二极管)加工成的笔型发射器。常见的激光指示器有红光(λ=650~660nm, 635nm)、绿光(λ=515-520nm, 532nm)、蓝光(λ=445~450nm)和蓝紫光(λ=405nm)等。
  • 百科
  • 2017-04-12 16:44:13
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  • 来源:佰佰安全网
激光笔的分类

红光

由于有产生该波长的激光二极管,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。红光激光笔最早出现于1980年代,是庞大笨重的价值数百美元的设备;则很小并且很便宜。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得到,但是DPSS技术可以产生质量更高,频段更窄的激光。

黄光

市场上出现了波长为593.5nm的黄光激光笔。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1-10mW,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

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。

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,所以为指点目的也不需要更强的功率。

蓝光

原来只有经DPSS产生的473nm蓝色激光,功率偏低及不稳定。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,功率超过1000mW(第四类)的蓝光半导体二极管被大量生产而普及化。

紫光

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,但能激发荧光,具有验钞和检验化学品作用。

激光笔的分类

激光笔的用途

绿色激光笔不同于普通的红色激光笔,其输出亮度远远高于红色激光,为一般红色激光笔亮度的数十倍或更多。在夜晚将绿色激光笔指向天空照射,可以看见一条明亮绿光直刺夜空,天文爱好者可用它来指星星,也称“指星笔”。

适用于:博物馆、各式展览会场、出游旅行的指引向导。登山者、山区居民在山区中的指引利器。简报、会议的利器。视察工地建物的最佳指示器。医学教学(X光片教 学)。

激光笔的用途

激光笔的发光原理

产生激光的三个条件是:实现粒子数反转,满足阈值条件和谐振条件.

产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转,在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带.为了获得离子数反转,通常采用重掺杂的 P 型和 N 型材料构成 PN 结,这样,在外加电压作用下,在结区附近就 出现了离子数反转—在高费米能级 EFC 以下导带中贮存着电子,而在低费米能级 EFV 以上的 价带中贮存着空穴.实现粒子数反转是产生激光的必要条件,但不是充分条件.要产生激光,还要有损耗极小的谐振腔,谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜,激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射,不断引起新的受激辐射,使其不断被放大.只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:

  P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1 (P1,P2 是两个反射镜的反射率,G 是激活介质的增益系数,A 是介质的损耗系数,exp 为常数),

才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射,只有这些光束两两 之间在输出端的相位差 Δф =2qπ q=1,2,3,4....时,才能在输出端产生加强干涉, 输出稳定激光.设谐振腔的长度为 L,激活介质的折射率为 N,则 Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ, 上式可化为 f=qc/2NL 该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度 L 和折射率 N 确定以后,只 有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。

激光笔的发光原理

激光笔的功能

“放大”功能:主要利用激光的光点是对讲课的重点内容进行,目的是吸引视觉注意力,增强学习的效果。

“翻页”功能:主要是根据上课的需要可以令屏摹黑屏,完成上课内容的转换,进入下一个环节的课程内容。

“电子教鞭”功能:主要实现对上课内容的存储、标注、激光指示,可以对讲课的内容进行圈注。

“指星”功能: 绿光激光笔能在夜空中发出一条耀眼的绿色光束,能轻易向周围人士指示星星的位置。

“无线遥控”功能:主要是实现在教室任一角落可以对电脑进行遥控,根据上课进度的需要随时调整上课的内容。

激光笔的功能

激光笔的危害

激光笔携带方便,有些市售产品光线射程超过50米,满足了未成年人新鲜猎奇的心理,从而受到了中小学生广泛欢迎。正常使用的激光笔一般分为四级,二级以下(0.4至1毫瓦),只要照射时间不长,对人体的眼睛和皮肤一般不会造成伤害;但是3-5毫瓦以上的激光笔功率较大,能造成人体损伤。目前,由于监管缺失,校园周边销售的激光笔有的功率高达100至300毫瓦,能瞬间点燃火柴、鞭炮和纸张,甚至引发火灾。加之中小学生缺乏必要的自我保护意识,玩耍时,稍长时间的照射,就能对眼睛视网膜、皮肤表面造成伤害,导致永久性视网膜损伤和视力损失。

激光笔的危害

激光笔的使用方法

因为激光笔具有一定危险性,特别是户外用途的大功率激光,使用锂电电池的激光手电,聚焦后激光的聚焦点具有一定灼热性,可以造成物理性质的伤害。

使用时,要确保激光不能对准他人,或自己,近距离使用时注意不要对准容易点燃的物质。

激光的光束近距离具有刺眼的效果。不要近距离长时间,或者特意去观察光束,激光光束的散射光,会使眼睛感到疲惫。

不要把激光笔借给不懂激光危害性的其他第三人使用。如果非要借,要清晰告知对方正确的使用方法和注意事项。

激光笔的使用方法

激光笔的挑选方法

LD(灯泡)质量、透镜质量、激光晶体质量、激光笔功率影响着激光束的质量,挑选时应注意以下几点:

1、在较暗的地方仔细观察光斑,如果激光点周围有明显的泛光,说明透镜不合格;

2、观察光斑是否是个完美的实心圆点;

3、仔细观察激光射出时是否会有忽明忽暗的问题,如果是这样,说明LD有问题。

4、如果是功率较小的激光笔(20毫瓦以下),需要观察激光刚射出时的亮度是否会又暗变亮,如果是这样说明激光笔的电路或LD有问题。

激光笔的挑选方法

责任编辑:刘宇

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