雷射筆
雷射筆(Laser pointer),又稱雷射指示器,是將半導體雷射模組(二極體)設計、加工製成的便攜、手易持握的發射可見雷射的筆型發射器。常見的雷射指示器有紅光(650-660nm, 635-640nm)、綠光(520-525nm, 532nm)、藍光(445-450nm, 465nm)、堇紫光(405nm)等,功率通常以毫瓦為單位。通常被匯報、教學或導賞人員用它來投映一個光點或光柱指向物體。因為雷射會傷害到眼睛,可能引致的眼疾包括白內障、視網膜脫落及黃斑點水腫等[1],任何情況下都不應該讓雷射直射眼睛。
「Laser Pointer」的各地常用名稱 | |
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中國大陸 | 激光筆 |
臺灣 | 雷射筆 |
香港 | 激光筆、雷射筆 |
澳門 | 激光筆、雷射筆 |
星馬 | 激光筆、鐳射筆 |
雷射筆的分類
早期的雷射筆使用波長為633納米(nm)的氦氖(HeNe)氣體雷射,通常用於產生能量不超過1毫瓦的雷射束。最便宜的雷射筆使用波長接近670/650nm的紅色雷射二極體。稍貴的則使用635nm的紅-橙色二極體,這一波長更易於為人眼所識別。也有其他顏色的雷射筆,最常見的是波長為532nm的綠光。最近幾年,593.5nm的黃-橙雷射筆也開始出現。2005年9月出現了473nm的藍光雷射筆。2010年初[2]出現了波長為405nm的藍光(其實是紫光)雷射筆。2012年至2013年隨著510/520nm雷射二極體的推出,也開始出現510~520nm波長的藍綠色雷射筆。
雷射筆照射出光點的表觀亮度不光取決於雷射的功率和表面反射率,還取決於人眼的色覺。例如,由於人眼對可見光譜中波長為520-570nm的綠光最敏感,對更紅或者更藍的波長敏感性下降,所以相同功率下綠光顯得比其它顏色亮。
紅/紅-橙光
由於有產生該波長的雷射二極體 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館),所以其結構最簡單,基本上僅是一個由電池做能源的二極體。紅光雷射筆最早出現於1980年代,是龐大笨重的價值數百美元的設備[3];現在則很小並且很便宜。近些年出現了波長為671nm的二極體泵浦固體雷射(DPSS)紅光雷射筆。雖然該波長可以用便宜的二極體(用在DVD機內的650nm紅色雷射)得到,但是DPSS技術可以產生質量更高,頻段更窄的雷射。
黃光
最近市場上出現了波長為593.5nm的黃光雷射筆。基於DPSS技術將波長為1064nm和1342nm的兩束雷射通過一非線性晶體相加而得到。該過程的複雜使得黃光雷射筆不穩定且低效率,隨溫度變化輸出功率在1-10毫瓦,如果過熱或過冷還會發生模式跳躍。這是因為雷射筆的尺寸導致無法提供所需的溫度穩定和冷卻部件。另外,大部分593.5nm雷射筆工作在脈衝模式下以便採用尺寸和功率較小的泵浦二極體。
綠光
使用波長808nm紅外雷射激發非線性晶體,產生1064nm紅外光,再經倍頻產生532nm綠光,屬於半導體泵浦固體雷射(DPSS)。
一些綠光雷射器工作在脈衝或者准連續模式下來減少冷卻問題,延長電池壽命。
近期宣布的[4]不需要倍頻的綠光雷射有著更高的效率,常見的波長有520nm和525nm。
在夜晚即使是低功率的綠光由於大氣分子的瑞利散射也可以看見,這種雷射筆常被天文學愛好者們用於指點恆星和星座。綠光雷射筆可以有多種輸出功率。5mW(三類a)使用起來最安全,並且在較暗照明下也可見,所以為指點目的是不需要更強的功率。
藍光
原來只有經DPSS產生的473nm藍色雷射,功率偏低及不穩定。近來,隨著CASIO開發出包含藍色雷射二極體(450nm)的混合光源高亮度投影機,功率高達1000mW以上的藍光半導體二極體被大量生產而普及化。
堇紫光
使用波長405nm的堇紫色雷射二極體(使用在藍光光碟內),屬於半導體雷射,接近紫外光波段,可視度較低,但能激發螢光,具有驗鈔和檢驗化學品作用。
安全性和管制
在美國,雷射由美國國家標準學會[5]和美國食品藥品監督管理局(FDA)分類。功率小於1毫瓦的可見光(波長400-700nm)雷射筆為第二類(Class 2 或 II);功率介於1-5毫瓦的為第三類A(Class 3A 或 IIIa)。第三類B(Class 3B/IIIb)雷射(功率5–500毫瓦)和第四類(Class 4/IV)雷射(功率大於500毫瓦)按法律不能以雷射筆的名義推廣銷售。[6]
2014年3月15日的中國中央電視台「315晚會」曝光了雷射筆的潛在危害,隨後淘寶網上的雷射筆及相關產品全部下架[7]。
爭議事件
2019年8月6日,香港浸會大學學生會會長方仲賢在深水埗購買雷射筆觀星後(此處觀星為主觀表述),遭便衣警察指他涉嫌藏有攻擊性武器。大批民眾包圍深水埗警署,最後香港警方當晚出動防暴警察及催淚彈驅散民眾。[8] [9]
參考文獻
- ^ 睛明護眼 www.EyeCareHK.org. 【閃光燈射眼】【激光射眼】【陳卓琪眼科醫生】與藝人【邱芷微】(Chelffy)在【東周刊】【東周網】講解【強光射眼】及【激光射眼】可能引致的【眼疾】包括【白內障】【視網膜脫落】【黃斑點水腫】. 睛明護眼 www.EyeCareHK.org. 2019-07-14 [2019-08-16]. (原始內容存檔於2019-07-30) (中文(香港)).
- ^ 真正的 GaN 二極體雷射筆舉例 網際網路檔案館的存檔,存檔日期2010-11-29.
- ^ Product Guide. Popular Science. 1981年11月
- ^ 綠色二極體雷射,雷射技術的重大突破 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) (i-micronews.com via arstechnica.com)
- ^ ANSI 分類方案 (ANSI Z136.1-1993, 美國雷射安全使用國家標準)
- ^ FDA: 给激光笔制造商的重要信息. [2010-11-16]. (原始內容存檔於2008-10-04).
- ^ 315晚会后鱼肝油激光笔在淘宝网上瞬间"消失" - 西部网. [2014-04-07]. (原始內容存檔於2014-04-08).
- ^ 浸大學生會會長購觀星筆被捕 一批市民到警署外促交代. [2019-08-06]. (原始內容存檔於2019-08-06).
- ^ 警方在欽州街施放催淚彈並制服多人 街坊不滿警方滋擾. [2019-08-06]. (原始內容存檔於2019-08-06).