Как и многие из вас, я никогда не уйду на звездную вечеринку, если рядом не окажется моя верная зеленая лазерная указка. Эти великие и все более и более недорогие устройства действительно произвели революцию в том, как мы указываем достопримечательности ночного неба как новичкам, так и опытным наблюдателям.

Типичная зеленая лазерная указка, изображенная с моделируемым лучом. Его лазер мощностью 5 мВт излучает интенсивный узкий луч света с длиной волны 532 нм. Ночью луч виден на сотни или даже тысячи метров, в зависимости от условий неба. Такие устройства можно приобрести менее чем за 20 долларов из многих источников.

Небо и телескоп: Крейг Майкл Уттер

Также, как и многие из вас, я признаюсь, что немного завидую лучу - иногда я участвую в дружеских соревнованиях, чтобы узнать, у кого самый яркий лазер. Хорошо известно, что выходной сигнал может сильно отличаться от одной лазерной указки к другой, независимо от того, что на этикетке (или дилер) может сказать. На самом деле, я иногда задавался вопросом, почему луч на конкретной модели выглядел таким анемичным.

Теперь я знаю, благодаря недавняя статья подготовлено исследователями из Национального института стандартов и технологий США. Оказывается, что эти лазерные указатели не создают зеленый свет с самого начала, а вместо этого генерируют коллимированный луч инфракрасной энергии, который преобразуется в зеленый свет при прохождении через специальный кристалл. (Попробуйте сказать «ортованадат иттрия, легированный неодимом» три раза - смею вас!)

Поперечное сечение типичной зеленой лазерной указки. Инфракрасный луч (808 нм) проходит через кристалл, легированный неодимом, который преобразует энергию в зеленый свет (532 нм) и длинноволновый инфракрасный свет (1064 нм). Покрытия и фильтр позволяют только зеленому свету выходить из устройства. Нажмите на изображение для просмотра в увеличенном виде.

Сэм Голдвассер

В большинстве устройств тщательное сочетание пропускающих и антиотражающих покрытий вместе с фильтром, блокирующим инфракрасное излучение, в конце пути прохождения пучка сохраняет всю энергию инфракрасного излучения в бутылках - все, что выходит из этой маленькой дырки, это чистый зеленый свет в длина волны 532 нм.

Но исследователи обнаружили, что действительно недорогие зеленые лазеры не только имеют очень низкую эффективность преобразования, но также могут вообще не иметь инфракрасного фильтра. В своем исследовании исследователи протестировали дефектный прибор, который выделяет инфракрасную энергию в девять раз больше, чем зеленый свет. Обычно это не будет проблемой - любой, кто случайно увидит лазерный луч, будет мигать и отскакивать инстинктивно. Тем не менее, направьте этот дефектный лазер на современное энергосберегающее окно, и инфракрасный луч отражается назад на вас (или кого-то еще поблизости), даже если зеленый свет проходит сквозь него.

Я видел несколько лазеров, достаточно мощных, чтобы прожечь дыру в черном пластиковом мешке для мусора, и сайт одного дилера даже рекламирует способность своих продуктов подбрасывать воздушные шары, зажигать спички и поджигать бумагу. Я только что проверил свой зеленый лазер, и он не дал никакого эффекта во время импровизированного теста «мусорный мешок». Так это безопасно, по крайней мере, с инфракрасной точки зрения? Не обязательно, говорит Алессандро Рестелли, один из авторов статьи. Лазерный фильтр без фильтра, протестированный командой NIST, накачал 20 милливатт инфракрасной энергии, недостаточно, чтобы взорвать воздушный шар, но достаточно сильный, чтобы вызвать повреждение сетчатки.

Эту простую настройку можно использовать для проверки лазерной указки зеленого света на наличие нежелательного инфракрасного излучения. Голое пятно на поверхности CD (слева) служит дифракционной решеткой, которая проецирует спектр лазера на лист бумаги. Нажмите на изображение для просмотра в увеличенном виде.

NIST

Слабый луч также не означает, что в вашей руке есть стелс-оружие. Рестелли отмечает, что многие факторы могут влиять на выходную мощность зеленого света, в том числе изменения в легированном кристалле, его рабочая температура, оптическое выравнивание и качество поверхностных покрытий.

Один из способов убедиться, что в вашем лазере нет побочных излучений, - использовать новую настройку, подробно описанную в статье NIST и показанную справа. Используя поверхность компакт-диска в качестве дифракционной решетки, зеленый и инфракрасный компоненты могут быть разделены. Ваш глаз не может обнаружить дифрагированные пики инфракрасной энергии при яркости 1064 нм на бумажном экране, но простая веб-камера, у которой удален инфракрасный фильтр, может . Я призываю астрономические клубы построить одну из этих штуковин для проверки лазерных указок своих членов. Кроме того, было бы неплохо дать каждому учебник по как их безопасно использовать ,

Используя тестовое устройство выше, ваши глаза видят только зеленый свет лазера. Но веб-камера, чувствительная к инфракрасному излучению, обнаруживает горячие точки невидимой энергии, которая может привести к повреждению глаз.

NIST

Урок здесь «покупатель остерегается». Если вы ищете зеленую лазерную указку, купите ее у уважаемого дилера, который сертифицирует выходную мощность (чтобы вы не разочаровались в ее характеристиках) и обеспечивал отсутствие инфракрасного излучения.