激光笔

红绿蓝可见波长纤绿激光红绿蓝可见波长纤绿激光

激光笔又称为激光指示器激光手电指星笔,是用激光作为指示的一种工具,一般为手握钢笔式样、可发射出一条光束。因其指示的长度比较远,可以代替教鞭等指示工具,也可以在播放幻灯片ppt时,作为指示用。 常见的激光笔有红光(650-660nm, 635nm)、绿光(515-520nm, 532nm)、蓝光(445-450nm, 473nm)和蓝紫光(405nm)等。

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1 简介
2 历史
3 特点
  1. 3.1 亮度
  2. 3.2 功率
4 分类
  1. 4.1 红或红-橙光
  2. 4.2 黄光
  3. 4.3 绿光
  4. 4.4 蓝光
  5. 4.5 蓝紫光
5 原理
6 用途
  1. 6.1 指向
  2. 6.2 工业
  3. 6.3 科研
7 禁忌
8 危害
  1. 8.1 飞行危险
  2. 8.2 眼外伤
  3. 8.3 火灾
9 法规

激光笔 - 简介

激光笔激光笔

激光笔,又称为激光指示器、指星笔、激光教鞭等,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。常见的激光指示器有(650-660nm)、绿光(532nm)、蓝光(445-450nm)和蓝紫光(405nm)等。

激光笔通常在汇报、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。[1]

激光笔 - 历史

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1毫瓦的激光束。最便宜的激光笔使用波长接近670/650nm的红色激光二极管。稍贵的则使用635nm的红-橙色二极管,这一波长更易于为人眼所识别。也有其他颜色的激光笔,最常见的是波长为532nm的绿光

21世纪初,593.5nm的黄-橙激光笔也开始出现。

2005年9月出现了473nm的蓝光激光笔。

2010年初出现了波长为405nm的蓝光(其实是紫光)激光笔。

激光笔 - 特点

亮度

激光笔激光笔

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。

功率

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。功率小于1毫瓦的可见光(波长400-700nm)激光笔为第二类(Class 2 或 II);功率介于1-5毫瓦的为第三类A(Class 3A 或 IIIa)。第三类B(Class 3B/IIIb)激光(功率5–500毫瓦)和第四类(Class 4/IV)激光(功率大于500毫瓦)按法律不能以激光笔的名义推广销售。[2]

激光笔 - 分类

根据激光颜色分类:

红或红-橙光

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20世纪80年代,是庞大笨重的价值数百美元的设备;到21世纪初则很小并且很便宜,还出现了波长为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

激光笔激光笔

21世纪初,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1-10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

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。而2009年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。

蓝光

原来只有经DPSS产生的473nm蓝色激光,功率偏低及不稳定。21世纪初,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。

蓝紫光

使用波长405nm的蓝紫色激光二极管(使用在蓝光光碟内),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。

激光笔 - 原理

无线激光笔为例:

无线激光笔由一个RF射频遥控器和一个接收器(USB接口)组成RF射频遥控器内嵌有无线RF射频发射器,在使用时只需将接收器插入电脑主机的USB接口无需安装驱动即可正常工作。使用者只需点击RF射频遥控器的相关功能键,便可操纵接收器,并且发射器不用对准接收器真正体现无线自由。 

激光笔 - 用途

指向

激光笔激光笔

激光笔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。

1、红色激光笔,可用于几乎任何室内或低光的情况,指出手工的细节可能会带来不便。

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。

2、绿色激光笔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镜片。激光准直是比通过使用目镜对准容易。

3、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。

4、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,使旅行更加安全。

5、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。

6、消防、救灾、求救、地震。很多紧急状况时挽救生命的救命笔。

7、娱乐。

在酒吧,KTV,以及聚会上使用,可以添加很好的娱乐氛围。

工业

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。

科研

还可以用在科研领域,如光子学、化学、物理、医药等。

激光笔 - 禁忌

激光笔激光笔

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。 

激光笔 - 危害

飞行危险

恶意使用是极为危险的,特别是照飞机,飞行员可能在关键时刻分心。MSNBC的报告有超过2836的事件是2010年在美国联邦航空局记录。手持绿色激光照明是特别严重的。

眼外伤

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。市面上售卖的激光笔和激光手电,不少是属于IIIB级的,功率超过5mW,如果激光直射进眼睛可能会对眼睛造成伤害。

火灾

大功率激光可能引燃易燃物,引起火灾。一些高功率的激光笔,漫射光也可能对眼睛造成伤害,对焦后更可能燃点易燃品。所以激光笔不是玩具,不适合儿童使用。

激光笔 - 法规

中国目前(2013年)还没有具体的限制或禁止大功率激光笔销售的法律法规。

据现行的《GB7247标准》,中国将激光对人体的危害度分为四级:一级输出功率小于0.4毫瓦,二级为0.4毫瓦至1毫瓦之间,三级为1至500毫瓦之间,四级为500毫瓦以上。

当输出功率大于0.4毫瓦时,就不能用此类激光直接照射眼睛。当输出功率达到三级标准,更易对人的眼睛造成伤害。大功率的激光笔多在10毫瓦以上,不少达到200毫瓦以上,具有光热效应光化学效应,其中任何一种都会对人眼造成伤害,严重甚至可能致盲。[3]

参考资料:
[1]^引用日期:2013-02-20
[2]^引用日期:2010-06-10
[3]^引用日期:2013-02-20

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  1. 创建者:将艳
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