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激光筆知識(shí)之顏色波長(zhǎng)

 myriad 2014-10-08

   激光筆(Laser pointer),又稱為激光指示器,、指星筆等,是把可見(jiàn)激光設(shè)計(jì)成便攜、手易握,、激光模組(二極管)加工成的筆型發(fā)射器,。常見(jiàn)的激光指示器有紅光(650-660nm)、綠光(532nm),、藍(lán)光(445-450nm)和藍(lán)紫光(405nm)等,。通常在會(huì)報(bào)、教學(xué),、導(dǎo)賞人員都會(huì)使用它來(lái)投映一個(gè)光點(diǎn)或一條光線指向物體,。

常見(jiàn)激光筆實(shí)物圖
常見(jiàn)激光筆實(shí)物圖

  早期的激光筆(氦氖)氦氖氣體激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為633nm,通常為1mW,。最便宜的激光指示器使用深紅色的近670/650nm波長(zhǎng)的激光二極管,。稍貴的用紅色,橙色的635nm的二極管,。其他顏色也是可能的,,532 nm的綠色激光是最常見(jiàn)的替代品。后來(lái)出現(xiàn)了橙黃色的激光指示器,,波長(zhǎng)為593.5 nm,。2005年出現(xiàn)了473nm的藍(lán)色激光指示器,在九月面世,。在2010年初,,出現(xiàn)了藍(lán)紫激光指示器,波長(zhǎng)為405 nm,。

  當(dāng)場(chǎng)從激光束的亮度取決于激光功率,,表面的反射率。同樣的功率,,人眼在綠色區(qū)域(波長(zhǎng)520-570nm)的頻譜是最敏感,,似乎比其他顏色更明亮。紅或藍(lán)的波長(zhǎng)靈敏度下降,。

  通常表示毫瓦(mW)的輸出功率的激光指示器,。在美國(guó)激光器是由分類(lèi)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)和食品和藥物管理局(FDA)的??梢?jiàn)激光指示器(400-700nm)小于1mW的功率運(yùn)行,,2級(jí)或II級(jí),可見(jiàn)1-5mW的激光指示器,,是3A級(jí)或IIIa,。3B類(lèi)或IIIb激光器產(chǎn)生5至500mW;4級(jí)或第四激光器產(chǎn)生超過(guò)500mW,。美國(guó)FDA聯(lián)邦法規(guī)規(guī)定,,“演示激光產(chǎn)品”,,必須符合適用的要求為I級(jí),IIA,,或IIIA設(shè)備,。

 

激光筆實(shí)測(cè)圖
激光實(shí)測(cè)圖

紅色和橘紅色激光筆
  這是最簡(jiǎn)單的激光,因?yàn)橛屑t色的二極管,。不超過(guò)一個(gè)電池供電的激光二極管,。在20世紀(jì)80年代初發(fā)布的第一個(gè)紅色激光指示器,賣(mài)幾百塊錢(qián),。今天,,他們要小得多,一般花費(fèi)很少,。二極管泵浦固態(tài)(DPSS)671nm的紅色激光很常見(jiàn),。

黃色激光筆
  黃色激光筆在市面上極為少見(jiàn)。DPSS技術(shù)將波長(zhǎng)為1064nm和1342nm的兩束激光通過(guò)一非線性晶體相加而得到,。該過(guò)程的復(fù)雜使得黃光激光筆不穩(wěn)定且效率低,,隨溫度變化輸出功率在1-10mW,如果過(guò)熱或過(guò)冷還會(huì)發(fā)生模式跳躍,。這是因?yàn)榧す夤P的尺寸導(dǎo)致無(wú)法提供所需的溫度穩(wěn)定和冷卻部件,。另外,大部分593.5nm激光筆工作在脈沖模式下以便采用尺寸和功率較小的泵浦二極管,。

綠光激光筆
  使用波長(zhǎng)808nm紅外激光激發(fā)非線性晶體,,產(chǎn)生1064nm紅外光,再經(jīng)倍頻產(chǎn)生532nm綠光,,屬于固體激光,。一些綠光激光器工作在脈沖或者準(zhǔn)連續(xù)模式下來(lái)減少冷卻問(wèn)題,延長(zhǎng)電池壽命,。不需要倍頻的綠光激光有著更高的效率,。在夜晚即使是低功率的綠光由于大氣分子的瑞利散射也可以看見(jiàn),這種激光筆常被天文學(xué)愛(ài)好者們用于指點(diǎn)恒星和星座,。綠光激光筆可以有多種輸出功率,。5mW(IIIA)使用起來(lái)最安全,并且在較暗照明下也可見(jiàn),,所以為指點(diǎn)目的是不需要更強(qiáng)的功率,。

藍(lán)光激光筆
  如特定波長(zhǎng)473納米的藍(lán)色激光指示器通常有相同的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為綠光激光器。許多工廠在2006年開(kāi)始生產(chǎn)的藍(lán)色激光模塊,,海量存儲(chǔ)設(shè)備,這些使用過(guò)的激光指示器,。這是半導(dǎo)體泵浦倍頻的設(shè)備類(lèi)型,。他們最常發(fā)出473納米,,這是由946 nm的二極管泵浦激光輻射頻率倍增梁ND:YAG激光或釹釩酸釔晶體。高輸出功率的BBO晶體作為倍頻較低的權(quán)力,,用于KTP晶體,。

可見(jiàn)波長(zhǎng)纖綠激光指示器
可見(jiàn)波長(zhǎng)纖綠激光指示器

  一些廠商正在銷(xiāo)售超過(guò)1500毫瓦的測(cè)量權(quán)力平行的藍(lán)色激光二極管的指示器。然而,,由于“激光筆”產(chǎn)品聲稱的權(quán)力還包括紅外功率(僅在半導(dǎo)體泵浦技術(shù))仍然在梁(下面討論的原因),,比較嚴(yán)格的視覺(jué)藍(lán)色的DPSS型元件的基礎(chǔ)上,激光器仍然存在問(wèn)題,,通常是不適用的信息,。由于使用了更高的釹諧波,倍頻轉(zhuǎn)換效率較低,,紅外功率的一小部分在半導(dǎo)體泵浦模塊的優(yōu)化配置,,以473納米的藍(lán)色激光的轉(zhuǎn)換通常是10-13%,大約一半綠光激光器的典型( 20-30%),。

  藍(lán)色激光還可以直接制作氮化銦鎵半導(dǎo)體,,產(chǎn)生無(wú)倍頻藍(lán)光。市場(chǎng)上有(447±5 nm)的藍(lán)色激光二極管,,該設(shè)備是光明相同的功率小于405納米的紫激光二極管,,因?yàn)檩^長(zhǎng)的波長(zhǎng)更接近人眼的峰值靈敏度。激光投影機(jī)的大規(guī)模生產(chǎn)商用設(shè)備,,如激光二極管,,帶動(dòng)價(jià)格下降。流行的高功率(1W)447 nm的指示器,,其中也有更好的準(zhǔn)直和較低的分歧改進(jìn)光學(xué)版本相媲美這些便攜設(shè)備的使用與相關(guān)問(wèn)題的意圖和成本的人的危害已經(jīng)減少綠光激光器波長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,。

藍(lán)紫光激光筆
  可以構(gòu)造與氮化鎵半導(dǎo)體激光器在405 nm發(fā)射紫光束。這是近紫外線,,人類(lèi)視覺(jué)上非常極端接近,,并可導(dǎo)致明亮的藍(lán)色熒光。在普通的非熒光材料,,還對(duì)霧或灰塵,,顏色似乎作為深紫的遮蔭不能顯示器和印刷復(fù)制。氮化鎵激光器直接發(fā)出405納米的無(wú)倍頻,,消除了危險(xiǎn)的紅外線意外,。

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