Lasers. Pointeurs laser verts

Depuis la création des lasers à solide jusqu’à nos jours, la puissance de leur rayonnement n’a cessé d’augmenter. Cependant, si au cours des premières années les taux de croissance étaient à peu près les mêmes pour tous les principaux types de lasers à solide, on a récemment observé une diminution notable des taux de croissance de la puissance de rayonnement des lasers à rubis et à grenat par rapport au néodyme. lasers en verre.  

L'émission laser est due à une émission stimulée, de sorte que l'émission de photons est partiellement synchronisée. Le degré de synchronisation et le nombre de quanta émis à tout moment sont caractérisés par des paramètres statistiques, tels que le nombre moyen de photons émis et l'intensité moyenne d'émission. Ainsi, le spectre de puissance du rayonnement laser s'avère plus ou moins étroit et sa fonction d'autocorrélation se comporte comme la fonction d'autocorrélation d'un générateur d'oscillation sinusoïdale dont le signal de sortie est instable en phase et en amplitude.  

Cela s'explique principalement par le fait que les lasers à gaz présentant des paramètres acceptables sont produits par l'industrie nationale et étrangère et peuvent pratiquement être utilisés par les opérateurs télégraphiques. Cependant, ces lasers ont un nombre limité de longueurs d'onde discrètes adaptées à la capture d'images holographiques monochromes et couleur. Le choix de la longueur d'onde est déterminé non seulement par la puissance du rayonnement laser à cette longueur d'onde, mais également par la possibilité d'une adaptation maximale des longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture du point de vue de la création d'une image optimale pour la perception subjective du spectateur.  

Sur la fig. 147, b montre les options de placement des capteurs lors de la mise en œuvre de cette méthode de mesure. Lors de l'utilisation d'un seul capteur pour la mesure, il est conseillé de le placer à la place du diagramme de diffraction correspondant au point A. Cependant, dans le cas de l'utilisation d'un seul capteur, le résultat de la mesure est fortement influencé par l'instabilité de la puissance du rayonnement laser et la répartition inégale de l'intensité dans la section transversale du faisceau, qui se manifeste par le déplacement latéral du produit mesuré.  

Leurs propriétés sont discutées ci-dessus. Le nombre de types produits commercialement s’élève à plusieurs dizaines. La gamme de longueurs d’onde de leur rayonnement couvre les gammes spectrales UV, VI et IR. La puissance de rayonnement des lasers varie de 0,1 mW à 10 W.  

La microfluorescence utilise l'excitation laser, qui présente naturellement des avantages par rapport à l'excitation avec des sources lumineuses conventionnelles. La cohérence et la directivité élevées du rayonnement laser permettent d'atteindre des densités de puissance de rayonnement extrêmement élevées. Dans le tableau La figure 8.2 compare les densités de puissance obtenues par différentes sources. L'éclairage laser est le plus intense et, en raison de la densité de puissance élevée des lasers, l'analyse par microfluorescence présente plusieurs avantages.  

Cependant, la plupart d’entre eux ont été étudiés en solution, et seules quelques études détaillées avec mesures de polarisation ont été réalisées sur des monocristaux. La situation a complètement changé avec l'avènement du laser à onde continue, dont le rayonnement collimaté, polarisé et pratiquement monochromatique est idéal pour la spectroscopie Raman, même de petits monocristaux. Immédiatement après la découverte de l'effet Raman, l'importance de mesurer l'anisotropie Raman des cristaux pour l'attribution des vibrations est devenue évidente. Cependant, de telles études n’ont pu devenir routinières qu’après l’utilisation des lasers comme source de rayonnement. La collimation du faisceau est plus importante que la puissance du laser, et cette dernière est souvent inférieure à la puissance des bonnes lampes de type Toronto, dont l'utilisation a stimulé le développement de la spectroscopie Raman dans les années 50 et au début des années 60.  

Pour augmenter le nombre d'atomes participant presque simultanément à l'augmentation du flux lumineux, il est nécessaire de retarder le début de la génération afin d'accumuler le plus d'atomes excités possible, créant ainsi une population inversée, pour laquelle il est nécessaire d'augmenter la génération laser. seuil et réduire le facteur de qualité. Par exemple, le parallélisme des miroirs peut être perturbé, ce qui réduira fortement le facteur de qualité du système. Si le pompage démarre dans une telle situation, alors même avec une inversion significative du niveau population, la génération ne commence pas, car le seuil de génération est élevé. La rotation du miroir vers une position parallèle à un autre miroir augmente le facteur de qualité du système et abaisse ainsi le seuil d'émission laser. La puissance du rayonnement laser augmente donc considérablement. Cette méthode de contrôle de la génération laser est appelée méthode Q-switched.  

Cette possibilité est réalisée en pratique en commutant le facteur Q du laser. Cela se fait comme suit. Imaginez que l'un des miroirs de la cavité laser soit retiré. Le laser est pompé par illumination et la population du niveau supérieur atteint sa valeur maximale, mais il n'y a pas encore d'émission stimulée. Alors que la population est toujours inversée, le miroir précédemment retiré est rapidement remis en place. Dans ce cas, une émission stimulée se produit, une diminution rapide de la population du niveau supérieur se produit et une impulsion géante apparaît d'une durée de seulement 10 à 8 s. Avec 25 J d'énergie émise dans une impulsion, la puissance du rayonnement laser est de 2,5 à 109 W - une valeur très impressionnante, approximativement égale à la puissance d'une grande centrale électrique. Certes, la centrale électrique fonctionne à ce niveau de puissance toute l'année, et non pendant 10 à 8 s. Dans les premiers modèles laser, les miroirs étaient déplacés mécaniquement, mais maintenant cela se fait de manière électro-optique à l'aide d'une cellule Kerr ou Pockels.  

Mythe 3. L’« énergie » des armes laser est insignifiante par rapport aux armes à feu. « A titre de comparaison : la puissance du canon divisionnaire F-22 de 76 mm du modèle 1936 est d'environ 150 mégawatts (que celle de l'ABL) !.. Nous ne prenons pas en compte l'énergie explosive du canon. Le projectile lui-même est toujours le même. Pensez-y à ce simple fait : un petit canon ancien de la Seconde Guerre mondiale, au prix de la ferraille, est des centaines de fois plus puissant qu'un laser de « combat » ultramoderne. des dizaines de tonnes et coûte plus de 5 milliards de dollars. Un seul tir d'un ABL coûte des millions de dollars. Et ce tir est comparable en énergie à une rafale de mitrailleuse lourde.

En comparant la puissance développée sur 0,01 seconde avec la puissance d'un rayonnement constant, et en utilisant cette comparaison, « prouver » l'infériorité d'armes plus « durables » contredit même un cours de physique scolaire. Essayons de faire une comparaison correcte - en calculant l'énergie envoyée au but.

Bien sûr, vous pouvez également calculer en utilisant l'énergie, mais si vous le faites de manière vraiment correcte, ce sera alors d'un ordre de grandeur plus difficile, cela nécessite de prendre en compte divers facteurs et réserves - car alors vous devez compter énergie efficace du faisceau, la partie qui sera directement dépensée pour détruire la cible.

Vous ne pouvez pas bêtement prendre toute l’énergie laser en masse qui a été envoyée en direction de la cible, c’est complètement incorrect.
Après tout, un faisceau laser est fondamentalement différent des armes cinétiques dans la mesure où, étant une arme de faible puissance, il peut être réfléchi de manière significative et il faut des ordres de grandeur plus longs pour agir sur la cible qu'un projectile. Essentiellement, le laser chauffe un certain point de la cible pendant des dizaines de secondes. Dans ce cas, la chaleur (énergie) de cet endroit :
dépensé sans danger pour chauffer l'air ambiant,
s'échappe sans danger dans l'environnement sous forme de rayonnement infrarouge,
se propage sans danger grâce à la conductivité thermique dans tout le corps de la cible (si les parois sont métalliques et surtout si la cible est en mouvement).

Et seule une très petite fraction de l’énergie du faisceau (c’est bien si 1 à 2 %) détruit réellement (ramollit, fond, s’évapore, brûle) le matériau cible. Dans le cas d'un projectile, la majeure partie de son énergie (y compris l'énergie de l'explosif) est généralement dépensée précisément pour atteindre la cible.

Voici ce que vous pouvez lire à ce sujet dans les documents du symposium d'ingénierie de 2012 sur les systèmes de combat naval, rapport du Dr. Phillip Spangle à propos des lasers navals de combat) :

Létalité du laser

L'ablation thermique de 1/4 livre de matériau cible nécessite ~ 1,3 MJ d'énergie laser

1 MJ équivaut à ~ 1/2 livre d'explosif

Pour un temps d'engagement de 5 secondes, la puissance laser requise est > 250 kW

100 kW de absorbé puissance du laser pendant 2 secondes d'ablation ~ 20 grammes (~ 8 centimes)

Ainsi, cet ingénieur rapporte que 100 kW absorbé la puissance évaporera 20 grammes de substance sur la cible en 2 secondes. Ce qui équivaut à environ 40 grammes d'explosifs. Il est particulièrement souligné qu'il ne s'agit pas de la puissance de sortie du faisceau, mais de celle qui est entièrement absorbée par le matériau. Mais il a modestement gardé le silence sur la puissance émise nécessaire pour qu’une telle quantité d’énergie soit absorbée par la cible. Évidemment parce que les chiffres seront totalement inaccessibles.

Si quelqu'un pense qu'un projectile ou une balle gaspille également beaucoup d'énergie pour surmonter la résistance de l'air, alors avec un laser, tout est bien pire (voir ci-dessous).

Il y a un problème encore plus important si l'on compte en termes d'énergie plutôt que de puissance : lorsque l'on compte l'énergie envoyée par un canon, quelle cadence de tir devons-nous prendre ? Il existe une différence de plusieurs ordres de grandeur.
Mais notre lanceur d’alerte n’est pas seulement un grand physicien, il est aussi un spécialiste des armes à feu !
Il sait quelle cadence de tir adopter :

Énergie initiale d'une mitrailleuse lourde NSV de 12,7 mm 15-17,5 kJ, avec une cadence de tir de combat de 80 à 100 coups par minute. En d’autres termes, même un laser de 100 kW équivaut à « trois mitrailleuses lourdes et demie » (6 000 kJ/min contre 1 750)

C'est tout simplement merveilleux - il a pris combat cadence de tir du "Cliff". Ceux. cadence de tir tenant compte des pauses pour visée/rechargement/refroidissement.
Mais pour le laser, il n'a pas tenu compte de ces coupures, il a pris la puissance instantanée, en impulsion.
Une autre comparaison d'un doigt avec un cul.
Si vous prenez 100 kW (c'est-à-dire la puissance maximale) pour un laser, alors pour une mitrailleuse, vous devez prendre technique(crème) de cadence de tir pour le moment. Ce qui pour "Utes" est de 700 à 800 tours/min.
Et puis on obtient 13 000 kJ/min pour une mitrailleuse contre 6 000 kJ/min pour un laser de 100 kW. Et cela reste modeste.

Vous pouvez effectuer une sorte de tir rapide avec un bloc de canons rotatif et une cadence de 6 000 coups/min.
Et obtenez que l’énergie envoyée par celui-ci soit supérieure à 100 000 kJ/min. Deux ordres de grandeur de plus qu'un laser !
Donc, dans ce cas, le laser fume sur le côté, peu importe comment vous le comptez - que ce soit en puissance ou en énergie de sortie.
Avec des tailles incomparablement plus grandes. On se souvient de ce qu'est un laser à solide de 100 kW ?

Revenons cependant au canon. L'énergie initiale du F-22 est de 1,35 MJ, tandis que la puissance de l'ABL est de 1,1 MW, soit 1,1 MJ CHAQUE SECONDE. Ainsi, le laser tire 48 « obus » par minute. En convertissant un mégawatt en TNT, nous obtenons 240 g d'explosifs par seconde et 14,4 kg par minute, ce qui équivaut au contenu de 18 obus à fragmentation hautement explosifs du même canon.

Cependant, il est encore mieux de revenir à la compréhension que tous ces calculs avec l'énergie ont été initialement lancés afin de comparer létalité un laser d'une puissance donnée avec une artillerie à canon (ou un fusil).
J’en ai parlé à plusieurs reprises, mais Pozhidaev n’en revenait pas. Au lieu de cela, il a remplacé mes estimations par les siennes, ne comprenant absolument pas leur signification physique. Il a pris les formules qu'il avait proposées, a bêtement remplacé les chiffres et a obtenu un pur non-sens - comme si un "tir" infime d'un laser ABL équivalait en fait à tirer 50 obus sur une cible avec un canon de 76 mm.
Alors qu’il n’a pas pu s’empêcher de voir la vidéo que j’ai fournie, qui montre clairement l’impact de cet ABL mégawatt sur une fusée :

Ici le laser brille pendant 20 secondes ? Autrement dit, selon les calculs « d'énergie » de Pozhidaev, il s'avère que le laser « a lancé 16 obus F-22 » et que le missile cible a résisté à 15 coups d'un GUN de 76 mm et le 16, quelque chose s'est envolé. de là.
Ce miracle a deux explications :
ou le missile cible était blindé comme un char Tigre allemand,
ou les calculs énergétiques de notre « physicien » sont des absurdités causées par une incompréhension globale du fait que ces calculs servent à évaluer l'effet de l'influence sur la cible, et non par une stupide jonglerie avec les chiffres par envie d'argumenter, ainsi qu'un malentendu selon lequel l'énergie de sortie du laser ne doit pas être confondue avec l'énergie absorbée sur la cible.

La conclusion est évidente, hmm...

Je constate que j'ai modestement calculé la puissance du canon, en me basant sur la puissance du tir lui-même, alors que le temps d'impact du projectile sur la cible est souvent bien inférieur au temps d'accélération dans le canon, c'est-à-dire la puissance pour toucher la cible. l’objectif sera encore plus grand. Aucun laser ne s’en approche.

Il peut également y avoir une objection selon laquelle un canon situé à la distance touchée par le laser ne touchera pas ou n'atteindra pas.
Alors, quels sont les problèmes ? Prenez un missile guidé par avion ou un missile anti-aérien. Ils entrent également dans le concept des armes conventionnelles et sont également supérieurs aux lasers à tous égards.

Cependant, la « valeur » réelle du laser est plus élevée. Le fait est que même avec un tir ciblé avec une arme à feu, la majeure partie de « l'énergie » ne va pas à l'ennemi, mais au paysage environnant. Cela est dû à une douzaine de facteurs (vent, fluctuations de l'humidité, pression et température de l'air, force de Coriolis, etc.) qui assurent une dispersion inévitable de la balle/projectile. Et le flux de photons vole exactement là où il a été envoyé - à l'exclusion de nombreuses pertes improductives

Premièrement, Pozhidaev a apparemment oublié ici les armes guidées, qui ne doivent pas du tout toucher le paysage environnant.

Deuxièmement, une très mauvaise nouvelle pour lui : le vent, l'humidité, la poussière et même simplement l'air affectent l'énergie d'un faisceau laser de manière beaucoup plus fatale que les balles/obus.

De manière caractéristique, il a complètement ignoré ce problème difficile des armes laser dans sa lutte contre les mythes. Un réfuteur si méticuleux : on lit ici, on ne lit pas ici, mais ici on a emballé le poisson.
C’est vrai que je viens aussi de l’exposer plus tôt, en termes généraux.

Maintenant, apparemment, il est temps de révéler ce problème plus en détail et avec des chiffres, étant donné qu'il rend à lui seul impossible la création d'armes laser efficaces dans des conditions atmosphériques et en combat réel.

Pour ce faire, j'utiliserai les recherches scientifiques pertinentes du Laboratoire de Recherche Naval, sur la propagation des faisceaux laser à haute énergie dans diverses conditions (Propagation of High Energy Laser

Poutres dans divers environnements). (merci pour le conseil l'ami sergeyvz )
Regardons quelques graphiques intéressants à partir de là :








Ces graphiques montrent comment la puissance du faisceau qui atteint une cible à une distance de 5 kilomètres dépend de la puissance émise, pour différentes longueurs d'onde et différentes conditions atmosphériques (ville, mer, désert et campagne).
Nous nous intéressons ici à la longueur d'onde de 1,045 μm (courbe bleu foncé), celle-ci est très proche du rayonnement des lasers à solide prometteurs (1,06 pour JHPSSL).
Premièrement, il s'avère que dans l'air urbain (avec une visibilité de 10 km), il existe un seuil de 30 kW, c'est-à-dire qu'une puissance supérieure n'atteindra tout simplement pas l'objectif, quelle que soit la puissance que nous émettons, même quelques mégawatts.
Tout le reste sera absorbé/dispersé par la poussière de la ville.
Autrement dit, en ville, dans son air « pur », les lasers de combat sont pratiquement inapplicables.
En dehors de la ville, à la campagne, le seuil est d'environ 400 kW, ce qui n'est pas non plus beaucoup.
Dans ce cas, la puissance émise devrait être d’environ 1,3 MW – le reste sera dissipé en cours de route.

D'où vient ce seuil ? Le fait est que l'aérosol de particules solides contenues dans l'air entraîne un phénomène extrêmement désagréable pour les ingénieurs laser : le flou thermique du faisceau.
Le mécanisme est le suivant : à partir d'une certaine puissance, le laser chauffe tellement les particules solides qu'elles se décomposent/s'évaporent et chauffent l'air plus intensément, l'air se dilate et commence à travailler pour le faisceau comme une lentille diffusante défocalisée.
Une augmentation supplémentaire de la puissance du faisceau ne fait qu'entraîner une augmentation de la proportion d'« énergie floue ».

Dans le désert et la mer, la situation est meilleure, il n'y a pas de seuil pour un laser d'une longueur d'onde de 1,06, mais les pertes sont toujours très élevées - à 5 kilomètres, respectivement de 70 à 50 % de l'énergie du faisceau est perdue . Cela montre clairement pourquoi les Américains aiment tant faire des démonstrations de leurs lasers sur un terrain d'entraînement dans le désert (White Sands) et en mer.

A titre de comparaison, même si un obus de canon perdra 70 % de son énergie cinétique à une distance de 5 km en raison du freinage, l'énergie de l'explosif qu'il contient ne diminuera pas en cours de route. C'est impossible avec un laser.

Il faut également comprendre que les précipitations, le brouillard ou toute pollution atmosphérique ne sont pas pris en compte ici. Dans ces situations, le faisceau est déjà affaibli à plusieurs reprises, jusqu'à une défaillance totale, ce qui réduit l'utilisation d'armes laser uniquement en cas de beau temps et en l'absence d'écran de fumée ou de poussière et de fumée d'explosion.

C'est donc le projectile qui vole là où il a été envoyé, et délivre honnêtement son TNT à la cible, et les « photons du faisceau laser » en cours de route chauffent l'air, l'eau, la poussière et volent presque n'importe où, mais pas vers le cible.

Mythe 4. Efficacité du laser - unités de pourcentage.

En fait, pour les lasers de combat, cela peut atteindre 20,6%, et ce n'est pas la limite. Dans le cadre du programme RELI, l'efficacité devrait augmenter jusqu'à 25 %. Les lasers à fibre, que Raytheon a adaptés pour les applications militaires, ont déjà un rendement d'environ 30 %. Pour les armes à feu - 20-40%.

Mythe 5. Le faisceau laser présente une énorme divergence de diffraction.

«Ici entre en vigueur la loi physiquement insurmontable de la diffraction, qui stipule que le rayonnement laser diverge toujours avec un angle = longueur d'onde / diamètre du faisceau si l'on prend spécifiquement un laser infrarouge de combat d'une longueur d'onde de 2 microns (lasers de combat THEL, etc.). à cette longueur .) et le diamètre du faisceau est de 1 cm, nous obtiendrons alors un angle de divergence de 0,2 milliradians (c'est un très petit écart - par exemple, les pointeurs/télémètres laser conventionnels divergent de 5 milliradians ou plus). 0,2 mrad à une distance de 100 mètres augmentera le diamètre du spot de 1 cm à environ 3 cm (si quelqu'un se souvient encore de la géométrie de l'école, la densité de l'impact diminuera proportionnellement à la surface de 7 fois en seulement). 100 mètres, et à un kilomètre, la densité du faisceau diminuera de 300 fois.

En fait, un laser de combat émettant un faisceau d'un diamètre initial de 1 cm est à peu près le même que les petits hommes verts... c'est à dire. le fruit d'un fantasme malsain, non chargé de connaissances au moins minimales.

C'est ce que je préfère.
Le fait est que si des lasers étaient réellement utilisés comme moyen de destruction sur le champ de bataille, c'était avec un tel faisceau (ou même plus petit). C’est juste que le camarade Pozhidaev lui-même n’a pas de connaissances, même minimes, à ce sujet. Nous parlons de ce qu'on appelleéblouissants (lasers aveuglants). Naturellement, leur faisceau à divergence rapide ne constituait pas un obstacle, car cela suffisait à aveugler.

En réalité, lors de l'utilisation d'optiques de focalisation, la divergence de diffraction est d'environ λ/D, où lambda est la longueur d'onde et D est le diamètre du miroir (c'est-à-dire le diamètre initial du faisceau, qui se rétrécit progressivement vers la cible en raison de la focalisation ; un une grande « épaisseur » de départ garantit une faible divergence de diffraction).

Dans le cas de l'ABL, la longueur d'onde est de 1,315 microns et le diamètre du miroir est de 1,5 m, en divisant l'un par l'autre, on obtient une divergence d'environ 10 à la puissance moins 6 des radians. En d’autres termes, le faisceau laser de Boeing « s’étendra » à un kilomètre de distance de seulement… 1 millimètre. À une distance de 200 km, la divergence de diffraction sera de 20 cm. La divergence réelle du faisceau ABL ne dépasse la limite de diffraction que de 1,2 fois.

Dans le cas de l'utilisation réelle d'armes sur le champ de bataille, aucun miroir d'un diamètre de 1,5 mètre ou 50 cm ou des systèmes optiques de focalisation complexes ne peuvent être utilisés. Sinon, le résultat n'est pas des lasers de combat, mais des mannequins polygonaux, uniquement destinés à les démontrer dans des conditions idéales. Si nous voulons avoir quelque chose comme une mitrailleuse laser, alors elle doit avoir approximativement la taille d'une mitrailleuse et ne pas avoir peur des chocs, des vibrations, de la saleté, etc. Par conséquent, toutes les idées tentant de contourner la divergence de diffraction grâce à des astuces optiques échouent immédiatement : le faisceau doit être initialement mince.

Cependant, dans les niches d'application étroites où il est encore possible d'utiliser un grand miroir de précision, comme dans le cas du laser anti-missile de Boeing (ABL), éviter le problème de diffraction a conduit à un autre effet comique - ce laser s'est avéré avoir une focale fixe, car la focalisation de son miroir ne peut en principe pas modifier sa courbure. Il s'agit d'un monolithe en céramique de 30 cm d'épaisseur, il faut une année entière pour le poncer/polisser !
En conséquence, l'ABL ne pouvait atteindre des cibles que dans une certaine plage étroite dans laquelle le faisceau était focalisé à la taille d'un ballon de basket. Si la fusée avait décollé à quelques kilomètres de l'avion, à cette distance elle aurait eu un faisceau trop épais, de 1,5 mètre de diamètre, et aurait très probablement été impuissante. Quoi qu'il en soit, les tests à courte distance n'ont pas été démontrés pour une raison quelconque. Ce serait drôle.

Mythe 6. Vous pouvez facilement vous protéger des armes laser- par exemple, un miroir en aluminium.

En effet, les métaux peuvent avoir des coefficients de réflexion incroyables. Cependant, premièrement, ces coefficients sont en grande partie « papier ». Une vraie fusée subira des dommages et une contamination après le lancement.

Ah comment ? Il s’avère que les vrais missiles de combat du monde fantasmé de Pozhidaev sont entièrement recouverts de saleté et de rayures de la pointe à la queue. Après tout, le laser ne cherchera pas d’endroits propres, il frappera là où il le faudra. Et il doit y avoir de la saleté et des dommages, sinon les techniciens laser s'égareront.

Deuxièmement, la réflectivité des métaux dans le proche infrarouge est généralement très moyenne - c'est là que fonctionnent les lasers de combat modernes. Par exemple, l’aluminium, qui présente certaines des meilleures performances, possède une réflectance énorme dans la plage IR. Cependant, à une longueur d'onde de 1 micron, la réflectance chute à 75 %. Pendant ce temps, les « hyperboloïdes » modernes émettent précisément dans le « voisinage » de 1 micron (ABL - 1,315 microns). Dans le même temps, 25 % de centaines de kilowatts sont plus que suffisants pour chauffer et faire fondre la fine couche supérieure de la peau, auquel cas la réflexion prendra fin - l'absorption du rayonnement laser augmente rapidement avec l'augmentation de la température et saute brusquement. après le début de la fonte.

Ok, voyons comment sont-ils vraiment coefficients de réflexion des métaux dans la gamme proche IR.

Ici, la première ligne discontinue (Nd:YAG) de l'ordre de 1 micron correspond exactement au rayonnement de nos lasers de combat à solide.

Il s’avère que l’aluminium n’absorbe qu’environ 7 % de ce rayonnement, c’est-à-dire qu’il en réfléchit 93 % et non 75 %.
Et si vous effectuez un placage de cuivre, d'argent ou d'or, cela reflétera jusqu'à 97 à 99 %.
À propos, le titane en reflète également environ 95 %. "Cotes très moyennes", ouais.
Et ce qui est le plus offensant, c'est Chauffer le métal augmente le coefficient d'absorption. Toutefois, cela ne s'applique pas aux métaux non ferreux hautement réfléchissants tels que le cuivre et l'aluminium, car ces métaux combinent une réflectivité élevée et une conductivité thermique élevée, ce qui réduit l'efficacité de la découpe laser. La fusée ne pourra donc pas « fondre et finir de réfléchir », comme l’a proposé Pozhidaev.

Mais qu'en est-il de la question « enfantine » : « si un faisceau laser peut être focalisé et dirigé avec un miroir, alors pourquoi ne pouvez-vous pas vous protéger avec un miroir » ? Les lasers eux-mêmes utilisent généralement des miroirs diélectriques multicouches qui peuvent réfléchir beaucoup - mais dans une plage extrêmement étroite et uniquement sous des angles strictement définis. De plus, ils sont refroidis - ce qui est généralement impossible à faire sur toute la surface de la cible.

» A déclaré notre courageux lanceur d'alerte, ignorant une fois de plus la protection la plus simple et la plus efficace à 100 % que j'ai proposée : la résine ablative. Qui est protégé par des vaisseaux spatiaux descendants et des ogives ICBM.
Et qui, une fois évaporé, peut évacuer de gigantesques flux de chaleur extérieure.

Mythe 7. Le problème de la surchauffe des lasers ne peut pas être résolu. « Pour chaque mégawatt d'énergie, 4 mégawatts de chaleur sont générés, ce qui peut chauffer l'avion au rouge et le brûler jusqu'au sol. Le système de refroidissement avec une vitesse d'écoulement de gaz de 1 800 m/sec (buse Laval) n'était pas en mesure de le faire. soufflez toute la chaleur générée hors du fuselage.

En réalité, « l’utilisation » de quantités de chaleur en mégawatts est en soi assez triviale. Quelqu’un a-t-il vu une locomotive diesel « chauffée au rouge » ? Pendant ce temps, un diesel décent d’une puissance de quelques mégawatts rejette plus d’un mégawatt de chaleur dans le système d’huile et de refroidissement. La tâche consistant à évacuer la chaleur du volume limité du « pistolet » lui-même est beaucoup moins simple. Dans le cas d'un laser chimique ABL, les produits de réaction chauffés sont simplement soufflés hors du résonateur (à l'aide de la fameuse buse Laval), puis de l'ammoniac liquide est utilisé pour le refroidissement. Un système plutôt volumineux avec des composants cryogéniques problématiques - cependant, il est vraiment capable de « récupérer » des quantités de chaleur très impressionnantes.

Ce problème n'a en fait été résolu plus ou moins que pour les lasers à gaz chimiques en circuit ouvert : ils rejettent bêtement des gaz chauds et toxiques dans l'environnement. Mais il semble que nos progrès se soient portés sur les lasers à solide ? Là-bas, tout est bien pire.

Les lasers tactiques à semi-conducteurs, qui doivent évacuer 400 kW de chaleur, peuvent se passer de « réfrigérateurs » cryogéniques. Ainsi, HELLADS est le produit du « croisement » d’un état solide normal et d’un laser avec un fluide de travail liquide ; circulation de ce dernier et évacue l’excès de chaleur à l’extérieur du « pistolet ». Il convient également de noter le dernier produit de General Atomic : un accumulateur d'énergie thermique spécialement conçu pour le refroidissement des lasers. Un module pesant 35 kg est capable d'absorber 230 kW - la chaleur fait fondre le matériau semblable à de la cire, énergivore. En conséquence, le mode HELLADS comprend jusqu'à deux minutes de rayonnement continu suivi d'une pause de trente secondes.

Il n’existe pas de tel HELLADS aujourd’hui. Un tel laser tactique n’a pas encore été créé, même sous la forme d’un modèle expérimental.
L'état actuel de ce projet est le suivant : un certain module primaire de 34 kW a été créé et testé (en 2011), et il est maintenant nécessaire d'augmenter la puissance à 150 kW. D'ailleurs, ils prévoyaient de le faire d'ici la fin de 2012, mais le silence règne toujours. Aucune nouvelle. Il y a aussi du silence sur le site Internet de General Atomics, des promesses continues, d'où il résulte qu'un laser de 150 kW n'a pas encore été créé. On dirait que la fleur de pierre ne sort pas.
Quant à la batterie thermique, les dernières nouvelles à son sujet datent de 2010, et sa capacité y est indiquée - 3 MJ. Cela signifie qu’il ne peut fournir que 5 secondes de refroidissement pour un laser de 150 kW. Ainsi, ici, au lieu de faits, il y a encore une sorte de flux clair des fantasmes de Pozhidaev.

Mythe 8. Il n'existe pas de sources d'énergie puissantes et compactes pour les lasers de combat.

C'est en partie vrai : il n'est pas encore possible d'installer un laser à solide de 100 kW sur un objet plus petit qu'un camion en raison de la nécessité de disposer d'un générateur de 500 kW et de condensateurs de puissance correspondante. C'est là l'ampleur réelle du problème, qui n'a rien de commun avec les fantasmes des « réacteurs nucléaires ». En pratique, la version hybride du camion HEMTT - HEMTT A3, même dans la configuration de base, dispose d'un générateur électrique de 350 kilowatts capable de fournir jusqu'à 200 kW d'énergie « exportée ». En augmentant la puissance du moteur à 505 ch. A3 peut fournir 400 kW au consommateur « externe ». Un ajout intéressant est la batterie de condensateurs de 1,5 mégajoules. Autrement dit, là où les habitants de la blogosphère imaginent des centrales électriques, se profile en réalité un camion, certes plutôt high-tech.

J'ai déjà montré plus haut quelle est l'ampleur réelle du problème et à quel point Pozhidaev se trompe en plaçant un laser de 100 kW sur un camion de haute technologie.

Mythe 9. Chaque tir laser coûte des millions.

En réalité, une injection ABL coûte 10 000 $ ; Les « 16 millions » nationaux sont une propagande… une exagération. C'est le coût approximatif d'un simple ATGM portable comme le Fagot. Les missiles antichar plus sérieux coûtent des dizaines de milliers de dollars, le Maverick (un missile air-sol d'une portée de 28 km) - 154 000 dollars, un missile Patriot - 3,8 millions de dollars. Le coût du tir de lasers tactiques est encore inférieur à celui-ci. celui de l'ABL - même pour le fluorure d'hydrogène THEL, il était de 2 à 3 000 dollars, malgré le fait qu'en fait ce laser n'utilisait pas d'hydrogène, mais du deutérium plutôt coûteux.

Le coût d'une heure d'utilisation du laser Boeing devrait être supérieur à 92 000 dollars.
Au total, il pouvait tirer 4 à 6 coups et devait patrouiller pendant des dizaines d'heures.
Ainsi, selon l’estimation la plus minime, le coût de son tir s’élève à environ des centaines de milliers de dollars.

Mythe 10. Tous les problèmes pouvant être résolus avec des armes laser peuvent être résolus plus facilement et à moindre coût par des moyens traditionnels.

Cette théorie a déjà prouvé son incohérence. Un exemple est celui des tentatives d'Israël de se défendre contre les tirs de roquettes du Hamas à l'aide de missiles intercepteurs (système Iron Dome). Un lancement de missile coûte entre 30 000 et 40 000 dollars. Le coût d'un missile Grad est d'environ 1 000 dollars, celui d'un missile Kassam ne dépasse pas 200 dollars. Ainsi, l’interception coûtera 40 à 200 fois plus cher que le moyen d’attaque lui-même. Comme l’a souligné à cette occasion le porte-parole du Hamas, Tariq Abu Nazar, « si chaque frappe de nos lance-roquettes coûte aux Israéliens des dizaines de milliers de dollars, nous considérerons que l’objectif a été atteint ». En conséquence, certains journalistes malveillants ne blâment pas les développeurs du laser pour la « coupure », mais ceux qui ont fermé le programme israélo-américain correspondant. Le système Centurion s'est également révélé d'une utilité limitée en raison de sa courte portée et de son énorme consommation de munitions.

L’histoire de la lutte d’Israël contre les attaques de missiles a prouvé exactement le contraire.
Comme chacun le sait, le système laser THEL a été initialement développé à cet effet.
Israël a dépensé beaucoup d'argent, mais tout n'a abouti à rien : le système n'était manifestement pas prêt au combat et le projet a été fermé.
Ses défauts fatals étaient évidents dès le début pour les participants au projet, du fait que les gens étaient littéralement assis sur des chars contenant des composants extrêmement toxiques, ce qui conduirait à un désastre si un missile bon marché frappait l'installation, se terminant par son incapacité à atteindre des cibles en mauvais état. météo.

En conséquence, les Israéliens se sont tournés vers les bons vieux missiles anti-aériens, le système Iron Dome, et les utilisent désormais en masse.
Apparemment, ils pensent que les dégâts causés par les missiles palestiniens frappant des zones peuplées et par la mort de civils sont encore plus élevés que le coût des missiles intercepteurs.

Bien entendu, il ne s’agit pas d’une liste complète des légendes sur les lasers. La plupart d'entre eux sont construits sur le même principe : soit un mensonge conscient, soit la transformation prudente d'une mouche en éléphant. En fait, les lasers sur le champ de bataille sont réels, et une armée qui pourra les acquérir bénéficiera d’un avantage impressionnant.

Dit le fan du laser, basant littéralement chaque révélation de mythes sur des mensonges délibérés, des inventions ridicules et des distorsions.

Ce qui est donc réel, c'est seulement l'analphabétisme technique stupéfiant des champions désintéressés des armes laser et les appétits sans limites et les conneries de leurs développeurs.

Par conséquent, ce sujet sur les armes laser peut parfaitement être utilisé comme test décisif pour identifier les experts militaires analphabètes et autres journalistes.

Durée du rayonnement laser

La durée est déterminée par la conception du laser. Les modes typiques suivants de distribution du rayonnement dans le temps peuvent être distingués :

Mode continu ;

Mode impulsion, la durée de l'impulsion est déterminée par la durée du flash de la lampe pompe, durée typique Dfl ~ 10-3 s ;

Mode de commutation Q du résonateur (la durée de l'impulsion de rayonnement est déterminée par l'excès de pompage au-dessus du seuil laser et la vitesse et la vitesse d'activation du facteur Q, la durée typique se situe dans la plage de 10-9 - 10 -8 s, c'est ce qu'on appelle la plage nanoseconde de durées de rayonnement) ;

Mode de synchronisation et modes longitudinaux dans le résonateur (durée de l'impulsion de rayonnement Dfl ~ 10-11 s - plage picoseconde des durées de rayonnement) ;

Différents modes de raccourcissement forcé des impulsions de rayonnement (Dfl ~ 10-12 s).

Densité de puissance de rayonnement

Le rayonnement laser peut être concentré en un faisceau étroit avec une densité de puissance élevée.

La densité de puissance de rayonnement Ps est déterminée par le rapport entre la puissance de rayonnement traversant la section transversale du faisceau laser et la surface de la section transversale et a la dimension W cm-2.

En conséquence, la densité d'énergie du rayonnement Ws est déterminée par le rapport de l'énergie traversant la section transversale du faisceau laser à la surface de la section transversale et a la dimension J cm-2

La densité de puissance dans un faisceau laser atteint des valeurs élevées en raison de l'addition de l'énergie d'un grand nombre de rayonnements cohérents d'atomes individuels arrivant à un point sélectionné de l'espace dans la même phase.

À l’aide d’un système de lentilles optiques, un rayonnement laser cohérent peut être focalisé sur une petite zone comparable à la longueur d’onde à la surface de l’objet.

La densité de puissance du rayonnement laser sur ce site atteint des valeurs énormes. Au centre du site la densité de puissance est :

où P est la puissance de sortie du rayonnement laser ;

D est le diamètre de la lentille du système optique ;

je - longueur d'onde;

f est la distance focale du système optique.

Le rayonnement laser avec une énorme densité de puissance, affectant divers matériaux, les détruit et même les évapore dans la zone de rayonnement focalisé incident. Dans le même temps, dans la zone d'incidence du rayonnement laser sur la surface du matériau, une légère pression de centaines de milliers de mégapascals est créée sur celui-ci.

De ce fait, on constate qu'en focalisant le rayonnement laser sur un spot dont le diamètre est approximativement égal à la longueur d'onde du rayonnement, il est possible d'obtenir une pression lumineuse de 106 MPa, ainsi que d'énormes densités de puissance de rayonnement atteignant des valeurs de 1014. -1016 W.cm-2, avec des températures pouvant atteindre plusieurs millions de kelvins.

Schéma fonctionnel d'un résonateur quantique optique

Le laser se compose de trois parties principales : le milieu actif, le dispositif de pompe et la cavité optique. Parfois, un dispositif de stabilisation thermique est également ajouté.

Figure 3 - Schéma fonctionnel du laser

1) Milieu actif.

Pour l'absorption résonante et l'amplification due à l'émission stimulée, il est nécessaire que l'onde traverse un matériau dont les atomes ou systèmes d'atomes sont « accordés » à la fréquence souhaitée. Autrement dit, la différence des niveaux d'énergie E2 - E1 pour les atomes du matériau doit être égale à la fréquence de l'onde électromagnétique multipliée par la constante de Planck : E2 - E1 = hn. De plus, pour que l’émission stimulée prévale sur l’absorption, il doit y avoir plus d’atomes au niveau d’énergie supérieur qu’au niveau d’énergie inférieur. Cela n'arrive généralement pas. De plus, tout système d'atomes, laissé à lui-même pendant une période suffisamment longue, entre en équilibre avec son environnement à basse température, c'est-à-dire atteint un état d’énergie la plus basse. À des températures élevées, certains atomes du système sont excités par un mouvement thermique. À une température infiniment élevée, tous les états quantiques seraient remplis de manière égale. Mais comme la température est toujours finie, la proportion prédominante d’atomes se trouve dans l’état le plus bas, et plus les états sont élevés, moins ils sont remplis. Si à la température absolue T il y a n0 atomes dans l'état le plus bas, alors le nombre d'atomes dans l'état excité, dont l'énergie dépasse l'énergie de l'état le plus bas d'une quantité E, est donné par la distribution de Boltzmann : n=n0e -E/kT, où k est la constante de Boltzmann. Puisqu'il y a toujours plus d'atomes dans les états inférieurs dans des conditions d'équilibre que dans les états supérieurs, dans de telles conditions, l'absorption prédomine toujours plutôt que l'amplification due à l'émission stimulée. Un excès d'atomes dans un certain état excité ne peut être créé et maintenu qu'en les transférant artificiellement dans cet état, et plus rapidement qu'ils ne reviennent à l'équilibre thermique. Un système dans lequel il y a un excès d'atomes excités tend à atteindre l'équilibre thermique et doit être maintenu dans un état de non-équilibre en y créant de tels atomes.

2) Résonateur.

Un résonateur optique est un système de deux miroirs spécialement adaptés, sélectionnés de telle manière que la faible émission stimulée résultant de transitions spontanées dans le résonateur soit amplifiée plusieurs fois, en passant par un milieu actif placé entre les miroirs. En raison des multiples réflexions du rayonnement entre les miroirs, un allongement du milieu actif se produit dans la direction de l'axe du résonateur, ce qui détermine la haute directivité du rayonnement laser. Les lasers plus complexes utilisent quatre miroirs ou plus pour former une cavité. La qualité de la fabrication et de l’installation de ces miroirs est essentielle à la qualité du système laser obtenu. En outre, des dispositifs supplémentaires peuvent être montés dans le système laser pour obtenir divers effets, tels que des miroirs rotatifs, des modulateurs, des filtres et des absorbeurs. Leur utilisation permet de modifier les paramètres du rayonnement laser, par exemple la longueur d'onde, la durée de l'impulsion, etc.

Le résonateur est le principal facteur déterminant de la longueur d’onde de fonctionnement, ainsi que d’autres propriétés du laser. Il existe des centaines, voire des milliers de fluides de travail différents sur lesquels un laser peut être construit. Le fluide de travail est « pompé » pour obtenir l’effet d’inversion de la population électronique, ce qui provoque une émission stimulée de photons et un effet d’amplification optique. Les fluides de travail suivants sont utilisés dans les lasers.

Le liquide, par exemple dans les lasers à colorant, est constitué d'un solvant organique tel que le méthanol, l'éthanol ou l'éthylène glycol dans lequel sont dissous des colorants chimiques comme la coumarine ou la rhodamine. La configuration des molécules de colorant détermine la longueur d'onde de travail.

Des gaz comme le dioxyde de carbone, l'argon, le krypton ou des mélanges comme dans les lasers hélium-néon. De tels lasers sont le plus souvent pompés par des décharges électriques.

Solides tels que les cristaux et le verre. Le matériau solide est généralement dopé (activé) en ajoutant de petites quantités d’ions chrome, néodyme, erbium ou titane. Les cristaux typiques utilisés sont le grenat d'aluminium (YAG), le fluorure d'yttrium et de lithium (YLF), le saphir (oxyde d'aluminium) et le verre silicaté. Les options les plus courantes sont le Nd:YAG, le saphir de titane, le saphir de chrome (également connu sous le nom de rubis), le fluorure de strontium, de lithium et d'aluminium dopé au chrome (Cr:LiSAF), Er:YLF et Nd:verre (verre néodyme). Les lasers à semi-conducteurs sont généralement pompés par une lampe flash ou un autre laser.

Semi-conducteurs. Un matériau dans lequel la transition des électrons entre les niveaux d’énergie peut s’accompagner d’un rayonnement. Les lasers à semi-conducteurs sont très compacts et alimentés en courant électrique, ce qui leur permet d'être utilisés dans des appareils grand public tels que les lecteurs de CD.

3) Dispositif de pompage.

La source de pompe fournit de l’énergie au système. Il peut s'agir d'un éclateur électrique, d'une lampe flash, d'une lampe à arc, d'un autre laser, d'une réaction chimique ou même d'un explosif. Le type de dispositif de pompage utilisé dépend directement du fluide de travail utilisé et détermine également la méthode d'alimentation en énergie du système. Par exemple, les lasers hélium-néon utilisent des décharges électriques dans un mélange gazeux hélium-néon, et les lasers à base de grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme (lasers Nd:YAG) utilisent la lumière focalisée d'une lampe flash au xénon, et les lasers excimer utilisent l'énergie de réactions chimiques.

Les lasers deviennent des outils de recherche de plus en plus importants en médecine, physique, chimie, géologie, biologie et ingénierie. S'ils ne sont pas utilisés correctement, ils peuvent provoquer un éblouissement et des blessures (y compris des brûlures et des chocs électriques) aux opérateurs et aux autres membres du personnel, y compris les spectateurs dans le laboratoire, ainsi que des dommages matériels importants. Les utilisateurs de ces appareils doivent bien comprendre et appliquer les précautions de sécurité nécessaires lors de leur manipulation.

Qu'est-ce qu'un laser ?

Le mot « laser » (LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) est une abréviation qui signifie « amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement ». La fréquence du rayonnement généré par un laser se situe dans ou près de la partie visible du spectre électromagnétique. L'énergie est amplifiée à une intensité extrêmement élevée grâce à un processus appelé émission induite par laser.

Le terme rayonnement est souvent mal compris car il est également utilisé pour décrire Dans ce contexte, il désigne le transfert d'énergie. L'énergie est transférée d'un endroit à un autre par conduction, convection et rayonnement.

Il existe de nombreux types de lasers qui fonctionnent dans différents environnements. Le milieu de travail utilisé est des gaz (par exemple de l'argon ou un mélange d'hélium et de néon), des cristaux solides (par exemple du rubis) ou des colorants liquides. Lorsque l’énergie est fournie au milieu de travail, elle est excitée et libère de l’énergie sous forme de particules de lumière (photons).

Une paire de miroirs à chaque extrémité d’un tube scellé réfléchit ou transmet la lumière dans un flux concentré appelé faisceau laser. Chaque environnement d’exploitation produit un faisceau d’une longueur d’onde et d’une couleur uniques.

La couleur de la lumière laser est généralement exprimée par la longueur d'onde. Il est non ionisant et comprend les parties ultraviolettes (100-400 nm), visibles (400-700 nm) et infrarouges (700 nm - 1 mm) du spectre.

Spectre électromagnétique

Chaque onde électromagnétique a une fréquence et une longueur uniques associées à ce paramètre. Tout comme la lumière rouge a sa propre fréquence et sa propre longueur d’onde, toutes les autres couleurs – orange, jaune, vert et bleu – ont des fréquences et des longueurs d’onde uniques. Les humains sont capables de percevoir ces ondes électromagnétiques, mais sont incapables de voir le reste du spectre.

Le rayonnement ultraviolet a également la fréquence la plus élevée. Les rayonnements infrarouges, micro-ondes et radioélectriques occupent les fréquences inférieures du spectre. La lumière visible se situe dans une plage intermédiaire très étroite.

impact sur les humains

Le laser produit un faisceau de lumière intense et dirigé. S'il est dirigé, réfléchi ou focalisé sur un objet, le faisceau sera partiellement absorbé, augmentant la température de la surface et de l'intérieur de l'objet, ce qui peut entraîner une modification ou une déformation du matériau. Ces qualités, utilisées dans la chirurgie au laser et dans le traitement des matériaux, peuvent être dangereuses pour les tissus humains.

Outre les rayonnements qui ont un effet thermique sur les tissus, les rayonnements laser qui produisent un effet photochimique sont dangereux. Son état est une partie suffisamment courte, c'est-à-dire ultraviolette ou bleue du spectre. Les appareils modernes produisent un rayonnement laser dont l'impact sur l'homme est minimisé. Les lasers de faible puissance n’ont pas assez d’énergie pour causer des dommages et ne présentent aucun danger.

Les tissus humains sont sensibles à l’énergie et, dans certaines circonstances, les rayonnements électromagnétiques, notamment les rayonnements laser, peuvent provoquer des lésions oculaires et cutanées. Des études ont été menées sur les niveaux seuils de rayonnement traumatique.

Risque pour les yeux

L’œil humain est plus susceptible aux blessures que la peau. La cornée (la surface externe transparente de l’œil), contrairement au derme, ne possède pas de couche externe de cellules mortes pour la protéger des influences environnementales. Le laser est absorbé par la cornée de l'œil, ce qui peut lui causer des dommages. La blessure s'accompagne d'un gonflement de l'épithélium et d'une érosion, et en cas de blessures graves, d'une opacification de la chambre antérieure.

Le cristallin de l’œil peut également être susceptible d’être blessé lorsqu’il est exposé à divers rayonnements laser – infrarouge et ultraviolet.

Le plus grand danger, cependant, est l'impact du laser sur la rétine dans la partie visible du spectre optique - de 400 nm (violet) à 1 400 nm (proche infrarouge). Dans cette région du spectre, les faisceaux collimatés sont focalisés sur de très petites zones de la rétine. L'impact le plus défavorable se produit lorsque l'œil regarde au loin et est touché par un faisceau direct ou réfléchi. Dans ce cas, sa concentration sur la rétine atteint 100 000 fois.

Ainsi, un faisceau visible d'une puissance de 10 mW/cm 2 affecte la rétine avec une puissance de 1000 W/cm 2. C’est plus que suffisant pour causer des dégâts. Si l’œil ne regarde pas au loin ou si le faisceau est réfléchi par une surface diffuse et non miroir, un rayonnement nettement plus puissant entraîne des blessures. L'exposition au laser sur la peau n'a pas d'effet de focalisation, elle est donc beaucoup moins susceptible d'être blessée à ces longueurs d'onde.

Rayons X

Certains systèmes haute tension avec des tensions supérieures à 15 kV peuvent générer des rayons X d'une puissance importante : le rayonnement laser, dont les sources sont de puissantes sources pompées électroniquement, ainsi que les systèmes plasma et les sources d'ions. Ces appareils doivent être testés pour garantir, entre autres, un blindage adéquat.

Classification

Selon la puissance ou l'énergie du faisceau et la longueur d'onde du rayonnement, les lasers sont divisés en plusieurs classes. La classification est basée sur le potentiel de l'appareil à provoquer des blessures immédiates aux yeux, à la peau ou un incendie lorsqu'il est directement exposé au faisceau ou lorsqu'il est réfléchi par des surfaces réfléchissantes diffuses. Tous les lasers commerciaux doivent être identifiés par des marquages ​​qui leur sont appliqués. Si le dispositif a été fabriqué maison ou s'il n'est pas marqué, des conseils doivent être obtenus concernant sa classification et son étiquetage appropriés. Les lasers se distinguent par leur puissance, leur longueur d'onde et leur durée d'exposition.

Appareils sécurisés

Les appareils de première classe génèrent un rayonnement laser de faible intensité. Il ne peut pas atteindre des niveaux dangereux, de sorte que les sources sont exemptées de la plupart des contrôles ou autres formes de surveillance. Exemple : imprimantes laser et lecteurs CD.

Appareils à sécurité conditionnelle

Les lasers de seconde classe émettent dans la partie visible du spectre. Il s'agit d'un rayonnement laser dont les sources provoquent chez l'homme une réaction normale d'aversion envers une lumière trop vive (réflexe de clignement). Lorsqu'il est exposé au faisceau, l'œil humain clignote en 0,25 s, ce qui offre une protection suffisante. Cependant, le rayonnement laser dans le domaine visible peut endommager l’œil en cas d’exposition constante. Exemples : pointeurs laser, lasers géodésiques.

Les lasers de classe 2a sont des appareils spéciaux dont la puissance de sortie est inférieure à 1 mW. Ces appareils ne causent des dommages que s’ils sont directement exposés pendant plus de 1 000 secondes au cours d’une journée de travail de 8 heures. Exemple : lecteurs de codes-barres.

Lasers dangereux

La classe 3a comprend les dispositifs qui ne provoquent pas de blessures lors d'une exposition à court terme à un œil non protégé. Peut présenter un danger lors de l'utilisation d'optiques de focalisation telles que des télescopes, des microscopes ou des jumelles. Exemples : laser hélium-néon 1-5 mW, certains pointeurs laser et niveaux de bâtiments.

Un faisceau laser de classe 3b peut provoquer des blessures par exposition directe ou réflexion spéculaire. Exemple : Laser Hélium-Néon 5-500 mW, nombreux lasers de recherche et thérapeutiques.

La classe 4 comprend les appareils dont les niveaux de puissance sont supérieurs à 500 mW. Ils sont dangereux pour les yeux, la peau et présentent également un risque d'incendie. L'exposition au faisceau, à ses réflexions spéculaires ou diffuses peut provoquer des blessures aux yeux et à la peau. Toutes les mesures de sécurité doivent être prises. Exemple : lasers Nd:YAG, écrans, chirurgie, découpe de métal.

Rayonnement laser : protection

Chaque laboratoire doit assurer une protection adéquate aux personnes travaillant avec des lasers. Les fenêtres de la pièce à travers lesquelles le rayonnement d'un appareil de classe 2, 3 ou 4 peut passer et causer des dommages dans des zones non contrôlées doivent être couvertes ou autrement protégées pendant que cet appareil fonctionne. Pour garantir une protection oculaire maximale, les mesures suivantes sont recommandées.

• Le paquet doit être enfermé dans une enceinte de protection non réfléchissante et ininflammable afin de minimiser le risque d'exposition accidentelle ou d'incendie. Pour aligner le faisceau, utilisez des écrans fluorescents ou des viseurs secondaires ; Évitez le contact direct avec les yeux.
• Utilisez la puissance la plus faible pour la procédure d’alignement du faisceau. Si possible, utilisez des appareils bas de gamme pour les procédures d'alignement préliminaires. Évitez la présence d'objets réfléchissants inutiles dans la zone d'exploitation du laser.
• Limitez le passage du faisceau dans la zone dangereuse en dehors des heures de travail à l'aide de volets et autres barrières. N'utilisez pas les murs de la pièce pour aligner le faisceau des lasers de classe 3b et 4.
• Utilisez des outils non réfléchissants. Certains équipements qui ne réfléchissent pas la lumière visible se reflètent dans la région invisible du spectre.
• Ne portez pas de bijoux réfléchissants. Les bijoux en métal augmentent également le risque de choc électrique.

Lunettes de sécurité

Lorsque vous travaillez avec des lasers de classe 4 dans une zone dangereuse ouverte ou lorsqu'il existe un risque de réflexion, des lunettes de sécurité doivent être portées. Leur type dépend du type de rayonnement. Les lunettes doivent être choisies pour protéger contre les reflets, en particulier les reflets diffus, et pour offrir une protection à un niveau tel que le réflexe de protection naturel peut prévenir les blessures oculaires. De tels dispositifs optiques maintiendront une certaine visibilité du faisceau, préviendront les brûlures cutanées et réduiront le risque d’autres accidents.

Facteurs à considérer lors du choix des lunettes de sécurité :

• longueur d'onde ou région du spectre de rayonnement ;
• densité optique à une certaine longueur d'onde ;
• éclairement maximum (W/cm2) ou puissance du faisceau (W) ;
• type de système laser ;
• mode puissance - rayonnement laser pulsé ou mode continu ;
• possibilités de réflexion - spéculaire et diffuse ;
• champ de vision ;
• la présence de verres correcteurs ou de taille suffisante pour permettre le port de lunettes de correction de la vue ;
• confort;
• la présence de trous d'aération pour éviter la buée ;
• influence sur la vision des couleurs;
• résistance aux chocs;
• capacité à effectuer les tâches nécessaires.

Étant donné que les lunettes de sécurité sont susceptibles d'être endommagées et usées, le programme de sécurité du laboratoire doit inclure une inspection périodique de ces dispositifs de sécurité.

Dans de nombreuses boutiques en ligne, la puissance des lasers et pointeurs laser portables est déraisonnablement gonflée à des fins commerciales. Il est assez difficile pour l'acheteur moyen de comprendre ce problème et de déterminer dans quelle mesure la puissance du laser portable ou du pointeur laser acheté correspond à la réalité. À cet égard, nous vous suggérons de lire cet article, dans lequel nous parlerons de la puissance des lasers et pointeurs laser portables, ainsi que de la manière dont la puissance est mesurée dans notre boutique en ligne.

Puissance des lasers portables et des pointeurs laser

À l'heure actuelle, les représentants les plus puissants des lasers portables sont les lasers bleus d'une longueur d'onde de 445 à 450 nm. Certains modèles auto-assemblés, utilisant plusieurs diodes laser et convergence de faisceaux, atteignent une puissance de 6,3 W. Cependant, la puissance des diodes laser individuelles existantes ne dépasse pas 3,5 W. Il est important de noter que les données de puissance ont été obtenues à des courants anormalement élevés, pour lesquels ces diodes ne sont pas conçues. Sortie maximale pouvoir, auquel le laser portable bleu fonctionnera de manière stable pour le moment ne dépasse pas 2000mW(2 000 milliwatts = 2 W, 2 000 mW).

Les lasers portables rouges (650-660 nm) et violets (405 nm) viennent ensuite en importance. Leur pouvoir ne dépasse pas 1000mW.

Enfin, les lasers verts (532 nm) les plus populaires et les plus brillants ont une puissance maximale 750mW. Il est important de noter que les lasers verts diffèrent par leur principe de fonctionnement des lasers bleus et rouges : les lasers verts de 532 nm sont des lasers à semi-conducteurs pompés par diode. Par conséquent, la puissance d'un laser vert se compose de trois composantes : infrarouge 808 nm (diode de pompe laser), 1064 nm (rayonnement laser du grenat d'yttrium et d'aluminium (« YAG », Y 3 Al 5 O 12) dopé au néodyme (Nd) ions) et 532 nm (lumière laser verte après doublement de fréquence dans un cristal KTP). Pour obtenir 750 mW de puissance de sortie à partir d’un laser vert à 532 nm, il vous faut plus 5W puissance 808nm diode de pompe! Lorsque vous vérifiez la puissance d'un laser vert avec un wattmètre, vous devez vous assurer qu'il dispose d'un filtre capable de couper les longueurs d'onde infrarouges. Sinon, le wattmètre affichera la puissance totale du laser (dont seulement 10 à 15 % à 532 nm).

À propos de la mesure de puissance dans la boutique en ligne LaserMag

Notre boutique en ligne offre une opportunité unique de vérifier la puissance optique des lasers et pointeurs laser portables grâce à un wattmètre optique spécial.

Son principe de fonctionnement repose sur un thermoélément qui absorbe le rayonnement laser et génère un signal électrique. Le signal électrique entre dans le DAC (Digital to Analog Converter). Ensuite, à l'aide d'un programme spécial fourni avec le wattmètre optique, la caractéristique de puissance dynamique (puissance en fonction du temps) est affichée sur l'écran de l'ordinateur. Si le client le souhaite, nous sommes prêts à fournir un graphique de puissance de tout laser acheté.