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激光笔(Laser pointer),又称激光指示器,是将半导体激光模组(二极管)设计、加工制成的便携、手易持握的发射可见激光的笔型发射器。常见的激光指示器有红光(650-660nm, 635-640nm)、绿光(520-525nm, 532nm)、蓝光(445-450nm, 465nm)、蓝紫光(405nm)等,功率通常以毫瓦为单位。通常被会报、教学或导赏人员用它来投映一个光点或光柱指向物体。因为激光会伤害到眼睛,可能引致的眼疾包括白内障、视网膜脱落及黄斑点水肿等[1],任何情况下都不应该让激光直射眼睛。

激光笔的分类

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。最近几年,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。2012年至2013年随着510/520nm激光二极管的推出,也开始出现510~520nm波长的蓝绿色激光笔。

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。

红/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1980年代,是庞大笨重的价值数百美元的设备;现在则很小并且很便宜。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(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

最近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,属于半导体泵浦固体激光(DPSS)。

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。

近期宣布的不需要倍频的绿光激光有着更高的效率,常见的波长有520nm和525nm。

在夜晚即使是低功率的绿光由于大气分子的瑞利散射[2]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。近来,随着CASIO开发出包含蓝色激光二极管(450nm)的混合光源高亮度投影机,功率高达1000mW以上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。

视频

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参考文献