Главная » Вопросы » Школа » Физика

Как устроена так называемая лазерная указка? Какой тип лазера в ней применяется?
Как устроена так называемая лазерная указка? Какой тип лазера в ней применяется? Как осуществляется "энергетическая накачка" рабочего тела с учетом небольшой мощности источника питания? Представляет ли указка реальную опасность для глаз? Какое практическое применение можно придумать для лазерной указки, в частности, какие физические эксперименты можно провести с ее применением?
Категория: Физика | Добавил: Ferst (14.03.2018)
Просмотров: 90 | Ответы: 1 | Рейтинг: 5.0/1
Ответов: 1
0 Люсси
14.03.2018 оставил(а) комментарий:
Лазерная указка состоит из лазерного светодиода (т.н. полупроводниковый лазер) и источника питания - батарейки (3-4 батарейки от часов). Диод изготовлен из слоев полупроводников разных типов, например, арсенида галлия. Если в прямом направлении приложить напряжение, то возникает инверсия населенностей. Значит, для накачки используется электрический ток и она осуществляется рекомбинацией основных и неосновных носителей на границе перехода. Усиление осуществляется в процессе многократного отражения света при его распространении вдоль полупроводникового перехода. Мода излучения выбирается углом скола торцов кристалла.

В самых распространенных "инжекционных" лазерах при большом прямом токе происходит инжекция избыточных электронов и дырок в слой, прилегающий к n-p переходу. Там электроны и дырки рекомбинируют и излучают. Характерная частота света зависит от разности энергий между валентной зоной и зоной проводимости. Для арсенида галлия это 1,5 эВ, что соответствует ближнему ИК спектру. В настоящее время уже умеют делать лазерные диоды и на видимый, и даже на ближний УФ диапазон мощностью в сотни милливатт. Коэффициент полезного действия достигает 50%. Спектры лазеров на разных полупроводниковых материалах и ссылки на более подробную литературу можно найти в "Физической энциклопедии".

С помощью указки можно ставить учебные опыты по интерференции и дифракции, но качественных экспериментов с лазерной указкой поставить нельзя из-за низкой когерентности, мощности и временной стабильности излучения, хотя опасность для сетчатки глаза оно несёт реальную.

Дело в том, что вся энергия лазерного луча фокусируется на размере, сравнимом с размером светочувствительных клеток сетчатки. Если мощность в несколько мВт сфокусировать на размере около 5 мкм, то за время менее 10 мкс клетка просто сварится. Таким образом, возникнут точечные повреждения сетчатки в макулярной зоне. Внешне это почти не заметно. С течением времени повреждения накапливаются (палочки и колбочки не восстанавливаются).

В результате падает скорость поступления информации через зрение. В тяжелых случаях человек, видя буквы, не может их различить. То есть лазерной указкой в глаза светить нельзя. Особенно опасно ослеплять водителей и прохожих на оживленных дорогах. Поэтому во многих странах уже запретили продавать лазерные указки детям.
avatar