laser. Penunjuk laser hijau

Sejak penciptaan laser solid-state hingga saat ini, kekuatan radiasinya terus meningkat. Namun, jika pada tahun-tahun awal tingkat pertumbuhannya kira-kira sama untuk semua jenis utama laser solid-state, maka baru-baru ini terjadi penurunan nyata dalam tingkat pertumbuhan kekuatan radiasi laser rubi dan garnet dibandingkan dengan neodymium. laser kaca.  

Emisi laser disebabkan oleh emisi terstimulasi, yang mengakibatkan sebagian emisi foton disinkronkan. Derajat sinkronisasi dan jumlah kuanta yang dipancarkan setiap saat dicirikan oleh parameter statistik, seperti jumlah rata-rata foton yang dipancarkan dan intensitas emisi rata-rata. Oleh karena itu, spektrum daya radiasi laser kurang lebih sempit dan fungsi autokorelasinya berperilaku seperti fungsi autokorelasi generator osilasi sinusoidal, yang sinyal keluarannya tidak stabil dalam fase dan amplitudo.  

Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa laser gas dengan parameter yang dapat diterima diproduksi oleh industri dalam dan luar negeri dan secara praktis dapat digunakan oleh operator telegraf. Namun, laser ini memiliki jumlah panjang gelombang diskrit terbatas yang cocok untuk menangkap gambar holografik monokrom dan berwarna. Pilihan panjang gelombang ditentukan tidak hanya oleh kekuatan radiasi laser pada panjang gelombang ini, tetapi juga oleh kemungkinan pencocokan maksimum panjang gelombang perekaman dan pemutaran dalam hal menciptakan gambar yang optimal untuk persepsi subjektif pemirsa.  

Pada Gambar. 147, b menunjukkan opsi penempatan sensor saat menerapkan metode pengukuran ini. Bila menggunakan satu sensor untuk pengukuran, disarankan untuk menempatkannya pada tempat pola difraksi yang sesuai dengan titik A. Namun, jika menggunakan satu sensor, hasil pengukuran sangat dipengaruhi oleh ketidakstabilan daya radiasi laser dan distribusi intensitas yang tidak merata pada penampang balok, yang dimanifestasikan oleh perpindahan lateral produk yang diukur.  

Properti mereka dibahas di atas. Jumlah jenis yang diproduksi secara komersial berjumlah puluhan. Rentang panjang gelombang radiasinya meliputi rentang spektral UV, VI dan IR. Kekuatan radiasi laser berkisar antara 0 1 mW hingga 10 W.  

Mikrofluoresensi menggunakan eksitasi laser, yang secara alami memiliki keunggulan dibandingkan eksitasi dengan sumber cahaya konvensional. Koherensi dan arah radiasi laser yang tinggi memungkinkan tercapainya kepadatan daya radiasi yang sangat tinggi. Dalam tabel Gambar 8.2 membandingkan kepadatan daya yang dicapai oleh berbagai sumber. Penerangan laser adalah yang paling intens, dan karena kepadatan daya laser yang tinggi, analisis mikrofluoresensi memiliki beberapa keunggulan.  

Namun, sebagian besar telah dipelajari dalam larutan, dan hanya sedikit studi rinci tentang pengukuran polarisasi yang telah dilakukan pada kristal tunggal. Situasinya telah berubah total dengan munculnya laser gelombang kontinu, yang radiasi terkolimasi, terpolarisasi, dan praktis monokromatiknya ideal untuk spektroskopi Raman bahkan pada kristal tunggal kecil. Segera setelah penemuan efek Raman, pentingnya mengukur anisotropi Raman kristal untuk atribusi getaran menjadi jelas. Namun, penelitian semacam itu hanya bisa menjadi rutin setelah laser digunakan sebagai sumber radiasi. Kolimasi sinar lebih penting daripada tenaga laser, dan tenaga laser seringkali lebih kecil dibandingkan tenaga lampu tipe Toronto yang bagus, yang penggunaannya mendorong perkembangan spektroskopi Raman selama tahun 50an dan awal 60an.  

Untuk meningkatkan jumlah atom yang berpartisipasi hampir secara bersamaan dalam meningkatkan fluks cahaya, permulaan pembangkitan perlu ditunda untuk mengakumulasi atom tereksitasi sebanyak mungkin, menciptakan populasi terbalik, sehingga pembangkitan laser perlu ditingkatkan. ambang batas dan mengurangi faktor kualitas. Misalnya, paralelisme cermin dapat terganggu, yang akan mengurangi faktor kualitas sistem secara drastis. Jika pemompaan dimulai dalam situasi seperti itu, bahkan dengan pembalikan tingkat populasi yang signifikan, pembangkitan tidak dimulai, karena ambang pembangkitan tinggi. Memutar cermin ke posisi sejajar dengan cermin lain akan meningkatkan faktor kualitas sistem dan dengan demikian menurunkan ambang batas penguat. Oleh karena itu, kekuatan radiasi laser meningkat pesat. Metode pengendalian pembangkitan laser ini disebut metode Q-switched.  

Kemungkinan ini diwujudkan dalam praktik dengan mengganti faktor Q laser. Ini dilakukan sebagai berikut. Bayangkan salah satu cermin rongga laser dihilangkan. Laser dipompa menggunakan penerangan, dan populasi tingkat atas mencapai nilai maksimumnya, namun belum ada emisi terstimulasi. Meskipun populasinya masih terbalik, cermin yang sebelumnya dilepas dengan cepat dipindahkan ke tempatnya. Dalam hal ini, emisi terstimulasi terjadi, terjadi penurunan cepat populasi tingkat atas, dan pulsa raksasa muncul dengan durasi hanya 10 - 8 detik. Dengan energi 25 J yang dipancarkan dalam satu pulsa, kekuatan radiasi laser adalah 2 · 5 - 109 W - nilai yang sangat mengesankan, kira-kira sama dengan kekuatan pembangkit listrik besar. Benar, pembangkit listrik beroperasi pada tingkat daya ini sepanjang tahun, dan bukan 10 - - 8 detik. Pada model laser pertama, cermin dipindahkan secara mekanis, namun sekarang hal ini dilakukan secara elektro-optik menggunakan sel Kerr atau Pockels.  

Mitos 3.“Energi” senjata laser tidak signifikan dibandingkan dengan senjata api. “Sebagai perbandingan: kekuatan meriam divisi F-22 76 mm model 1936 adalah sekitar 150 megawatt. 150 kali lebih besar (dibandingkan ABL)!.. Kami tidak memperhitungkan energi ledakan di dalamnya. proyektil itu sendiri.Jumlahnya masih sama. Coba pikirkan fakta sederhana ini: meriam kuno kecil dari Perang Dunia Kedua, dengan harga besi tua, ratusan kali lebih kuat daripada laser “tempur” ultra-modern yang berbobot. puluhan ton dan menghabiskan biaya lebih dari $5 miliar. Hanya satu tembakan dari ABL menghabiskan biaya jutaan dolar. Dan energi tembakan ini sebanding dengan ledakan dari senapan mesin berat".

Membandingkan kekuatan yang dikembangkan selama 0,01 detik dengan kekuatan radiasi konstan, dan menggunakan perbandingan ini, “membuktikan” inferioritas senjata yang lebih “tahan lama” bertentangan bahkan dengan pelajaran fisika sekolah. Mari kita coba membuat perbandingan dengan benar - dengan menghitung energi yang dikirim ke tujuan.

Tentu saja, Anda juga dapat menghitung menggunakan energi, tetapi jika Anda melakukannya dengan cara yang benar, maka akan jauh lebih sulit, hal ini memerlukan mempertimbangkan berbagai faktor dan syarat - karena Anda perlu menghitung energi pancaran efektif, bagiannya yang akan langsung digunakan untuk menghancurkan target.

Anda tidak bisa dengan bodohnya mengambil semua energi laser dalam jumlah besar yang dikirim ke arah target, ini sepenuhnya salah.
Bagaimanapun, sinar laser pada dasarnya berbeda dari senjata kinetik karena, sebagai senjata berkekuatan rendah, sinar laser dapat dipantulkan secara signifikan dan membutuhkan waktu lebih lama untuk mengenai target daripada proyektil. Intinya, laser memanaskan titik tertentu pada target selama puluhan detik. Dalam hal ini, panas (energi) dari tempat ini:
dihabiskan secara tidak berbahaya untuk memanaskan udara di sekitarnya,
tidak berbahaya jika dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk radiasi infra merah,
menyebar tanpa bahaya karena konduktivitas termal ke seluruh tubuh target (jika dindingnya terbuat dari logam dan terutama jika target bergerak).

Dan hanya sebagian kecil dari energi pancaran (ada baiknya jika 1-2%) benar-benar menghancurkan (melunakkan, melelehkan, menguap, membakar) material target. Dalam kasus proyektil, biasanya sebagian besar energinya (termasuk energi bahan peledak) dihabiskan tepat untuk mengenai sasaran.

Inilah yang dapat Anda baca tentang hal ini dalam materi simposium teknik sistem tempur angkatan laut tahun 2012, laporan oleh Dr. Phillip Sprangle tentang laser tempur angkatan laut):

Kematian Laser

Penghilangan 1/4 pon bahan target secara termal memerlukan ~1,3 MJ energi laser

1 MJ setara dengan ~ 1/2 pon bahan peledak

Untuk waktu pengikatan 5 detik, daya laser yang dibutuhkan > 250kW

100 kW dari terserap kekuatan laser selama 2 detik ablasi ~ 20 gram (~ 8 sen)

Jadi, insinyur ini melaporkan bahwa 100 kW terserap Kekuatannya akan menguapkan 20 gram zat pada target dalam waktu 2 detik. Yang setara dengan sekitar 40 gram bahan peledak. Ditekankan secara khusus bahwa kita tidak berbicara tentang daya keluaran berkas, tetapi daya yang diserap seluruhnya oleh material. Namun dia dengan rendah hati tetap bungkam tentang daya pancaran apa yang diperlukan agar begitu banyak energi dapat diserap pada target. Jelas karena angkanya sama sekali tidak mungkin tercapai.

Jika seseorang percaya bahwa proyektil atau peluru juga membuang banyak energi untuk mengatasi hambatan udara, maka dengan laser segalanya menjadi jauh lebih buruk (lihat di bawah).

Ada masalah yang lebih besar jika kita menghitung berdasarkan energi daripada kekuatan: ketika kita menghitung energi yang dikirim oleh sebuah meriam, berapa laju tembakan yang harus kita ambil? Ada perbedaan beberapa kali lipat.
Namun pelapor kami bukan hanya ahli fisika hebat, dia juga spesialis senjata api!
Dia tahu berapa laju tembakan yang harus diambil:

Energi moncong senapan mesin berat NSV 12,7 mm 15-17,5 kJ, dengan kecepatan tembak tempur 80-100 peluru per menit. Dengan kata lain, bahkan laser berkekuatan 100 kW adalah “tiga setengah” senapan mesin berat (6000 kJ/mnt versus 1750)

Ini luar biasa - dia mengambilnya tempur laju tembakan "Cliff". Itu. laju tembakan dengan mempertimbangkan jeda untuk membidik/memuat ulang/mendinginkan.
Tapi untuk laser, dia tidak memperhitungkan jeda ini, dia mengambil kekuatan sesaat, dalam bentuk pulsa.
Perbandingan lain antara jari dan pantat.
Jika Anda mengambil 100 kW (yaitu daya puncak) untuk laser, maka untuk senapan mesin Anda perlu mengambil teknis(puncak) laju tembakan saat ini. Yang mana untuk “Utes” adalah 700-800 putaran/menit.
Lalu kita mendapatkan 13.000 kJ/mnt untuk senapan mesin versus 6.000 kJ/mnt untuk laser 100 kW. Dan ini masih sederhana.

Anda dapat melakukan tembakan cepat dengan blok barel yang berputar dan kecepatan 6000 putaran/menit.
Dan energi yang dikirimkannya menjadi lebih dari 100 ribu kJ/menit. Dua kali lipat lebih besar dari laser!
Jadi dalam hal ini, laser mengeluarkan asap ke samping, tidak peduli bagaimana Anda menghitungnya - baik dalam hal daya atau energi keluaran.
Dengan ukuran yang jauh lebih besar. Apakah kita ingat apa itu laser solid-state 100 kW?

Namun, mari kita kembali ke meriam. Energi moncong F-22 adalah 1,35 MJ, sedangkan kekuatan ABL adalah 1,1 MW, yaitu. 1,1 MJ SETIAP DETIK. Jadi, laser menembakkan 48 “peluru” per menit. Dengan mengubah satu megawatt menjadi TNT, kita mendapatkan 240 g bahan peledak per detik dan 14,4 kg per menit, yang setara dengan isi 18 peluru fragmentasi berdaya ledak tinggi dari senjata yang sama.

Namun, lebih baik lagi untuk kembali ke pemahaman bahwa semua perhitungan energi ini awalnya dimulai untuk membandingkan mematikan laser dengan kekuatan tertentu dengan artileri barel (atau senapan).
Saya menulis tentang ini beberapa kali, tetapi Pozhidaev tidak dapat melupakannya. Sebaliknya, dia mengganti perkiraan saya dengan perkiraannya sendiri, sama sekali tidak memahami arti fisiknya. Dia mengambil rumus yang dia buat, dengan bodohnya mengganti angka-angkanya dan mendapatkan omong kosong belaka - seolah-olah satu menit "tembakan" laser ABL setara dengan menembakkan 50 peluru ke sasaran dengan meriam 76 mm.
Meskipun dia tidak bisa tidak melihat video yang saya berikan, yang dengan jelas menunjukkan dampak ABL megawatt ini pada roket:

Di sini laser bersinar selama 20 detik? Artinya, menurut perhitungan “energi” Pozhidaev, ternyata laser tersebut “melontarkan 16 peluru F-22”, dan rudal sasaran menahan sebanyak 15 serangan dari GUN 76 mm dan pada tanggal 16 sesuatu terbang. dari itu.
Keajaiban ini memiliki dua penjelasan:
atau rudal sasarannya berlapis baja seperti tank Tiger Jerman,
atau perhitungan energi "fisikawan" kita adalah omong kosong yang disebabkan oleh kesalahpahaman global tentang fakta bahwa perhitungan ini berfungsi untuk menilai efek pengaruh terhadap target, dan bukan permainan bodoh dengan angka-angka karena keinginan untuk berdebat, serta a kesalahpahaman bahwa energi keluaran laser tidak boleh disamakan dengan energi yang diserap pada target.

Kesimpulannya jelas, hmm...

Saya perhatikan bahwa saya secara sederhana menghitung kekuatan senjata, berdasarkan kekuatan tembakan itu sendiri, sementara waktu tumbukan proyektil pada target seringkali jauh lebih sedikit daripada waktu akselerasi dalam laras, yang berarti kekuatan untuk mengenai sasaran. targetnya akan semakin besar. Tidak ada laser yang bisa mendekat.

Mungkin juga ada keberatan bahwa senjata pada jarak yang terkena laser tidak akan mengenai atau tidak mencapainya.
Jadi apa masalahnya? Ambil contoh peluru kendali pesawat terbang, atau peluru kendali antipesawat. Mereka juga termasuk dalam konsep senjata konvensional dan juga lebih unggul dari laser dalam segala hal.

Namun, “nilai” sebenarnya dari laser lebih tinggi. Faktanya adalah bahwa bahkan dengan penembakan yang ditargetkan dari senjata api, bagian utama dari “energi” tersebut tidak disalurkan ke musuh, tetapi ke lanskap sekitarnya. Hal ini disebabkan oleh banyak faktor (angin, fluktuasi kelembapan, tekanan dan suhu udara, gaya Coriolis, dll.) yang memastikan penyebaran peluru/proyektil yang tak terhindarkan. Dan aliran foton terbang tepat ke tempat pengirimannya - tidak termasuk banyak kerugian yang tidak produktif

Pertama, di sini Pozhidaev rupanya lupa tentang senjata berpemandu, yang tidak harus mengenai lanskap sekitarnya sama sekali.

Kedua, kabar buruk baginya - angin, kelembapan, debu, dan bahkan udara saja mempengaruhi energi sinar laser jauh lebih mematikan daripada peluru/cangkang.

Secara khas, dia sepenuhnya mengabaikan masalah sulit senjata laser ini dalam pertarungan mitosnya. Sanggahan yang sangat teliti: kami membaca di sini, kami tidak membaca di sini, tetapi di sini kami membungkus ikannya.
Memang benar saya juga baru menguraikannya tadi, secara umum.

Kini, tampaknya, saatnya untuk mengungkap masalah ini secara lebih rinci dan dengan angka-angka, mengingat masalah ini saja tidak memungkinkan untuk membuat senjata laser yang efektif dalam kondisi atmosfer dan pertempuran nyata.

Untuk melakukan ini, saya akan menggunakan penelitian ilmiah yang relevan dari Naval Research Laboratory, tentang propagasi sinar laser energi tinggi dalam berbagai kondisi (Propagasi Laser Energi Tinggi

Balok di Berbagai Lingkungan). (terima kasih atas tipnya teman sergeyvz )
Mari kita lihat beberapa grafik menarik dari sana:








Grafik ini menunjukkan bagaimana daya pancaran sinar yang mencapai target pada jarak 5 kilometer bergantung pada daya yang dipancarkan, untuk panjang gelombang berbeda dan kondisi atmosfer berbeda (kota, laut, gurun, dan pedesaan).
Di sini kami tertarik pada panjang gelombang 1,045 μm (kurva biru tua), yang sangat dekat dengan radiasi laser solid-state yang menjanjikan (1,06 untuk JHPSSL).
Pertama, ternyata di udara perkotaan (dengan jarak pandang 10 km) ada ambang batas 30 kW, artinya daya yang lebih besar tidak akan mencapai target, berapa pun daya yang kita keluarkan, bahkan beberapa megawatt.
Segala sesuatu yang lain akan diserap/disebarkan oleh debu kota.
Artinya, di kota, di udara yang “bersih”, laser tempur praktis tidak dapat diterapkan.
Di luar kota, di pedesaan, ambang batasnya sekitar 400 kW, yang juga tidak seberapa.
Dalam hal ini, daya yang dipancarkan harus sekitar 1,3 MW - sisanya akan hilang seiring berjalannya waktu.

Dari manakah ambang batas ini berasal? Faktanya adalah bahwa aerosol partikel padat yang terkandung di udara menyebabkan fenomena yang sangat tidak menyenangkan bagi insinyur laser - keburaman termal pada sinar.
Mekanismenya begini - mulai dari kekuatan tertentu, laser memanaskan partikel padat sedemikian rupa sehingga terurai/menguap dan memanaskan udara lebih intens, udara mengembang dan mulai bekerja pada sinar sebagai lensa yang tidak fokus dan menyebar.
Peningkatan lebih lanjut dalam daya pancaran hanya menyebabkan peningkatan proporsi “energi kabur”.

Di gurun dan laut, situasinya lebih baik, tidak ada ambang batas di sana untuk laser dengan panjang gelombang 1,06, tetapi kerugiannya masih sangat tinggi - pada jarak 5 kilometer, masing-masing 70 hingga 50% energi pancaran hilang. . Hal ini memperjelas mengapa orang Amerika begitu suka mendemonstrasikan laser mereka di tempat latihan di gurun (Pasir Putih) dan di laut.

Sebagai perbandingan, meskipun peluru meriam akan kehilangan 70% energi kinetiknya pada jarak 5 km akibat pengereman, namun energi bahan peledak di dalamnya tidak akan berkurang sepanjang perjalanan. Hal ini tidak mungkin dilakukan dengan laser.

Perlu juga dipahami bahwa curah hujan, kabut, atau polusi udara apa pun tidak dipertimbangkan di sini. Dalam situasi ini, sinarnya sudah melemah beberapa kali, dan hingga kegagalan total, yang mengurangi penggunaan senjata laser hanya jika cuaca bagus dan tidak ada tabir asap atau debu dan asap dari ledakan.

Jadi proyektillah yang terbang ke tempat pengirimannya, dan dengan jujur ​​​​menyerahkan TNT-nya ke sasaran, dan “foton sinar laser” di sepanjang jalan memanaskan udara, air, debu, dan sebagian besar terbang ke mana saja, tetapi tidak ke mana pun. target.

Mitos 4. Efisiensi laser - satuan persen.

Faktanya, untuk laser tempur mencapai 20,6%, dan ini bukan batasnya. Sebagai bagian dari program RELI, efisiensi direncanakan meningkat menjadi 25%. Laser serat, yang diadaptasi oleh Raytheon untuk aplikasi militer, sudah memiliki efisiensi sekitar 30%. Untuk senjata api - 20-40%.

Mitos 5. Sinar laser memiliki perbedaan difraksi yang sangat besar.

“Di sini hukum difraksi yang tidak dapat diatasi secara fisik mulai berlaku, yang menyatakan bahwa radiasi laser selalu menyimpang dengan sudut = panjang gelombang / diameter sinar. Jika kita mengambil secara khusus laser inframerah tempur dengan panjang gelombang 2 mikron (laser tempur THEL, dll. berfungsi pada panjang ini .) dan diameter berkas adalah 1 cm, maka kita akan mendapatkan sudut divergensi sebesar 0,2 miliradian (ini adalah perbedaan yang sangat kecil - misalnya, penunjuk laser/pengukur jarak konvensional menyimpang sebesar 5 miliradian atau lebih). 0,2 mrad pada jarak 100 meter akan menambah diameter titik dari 1 cm menjadi sekitar 3 cm (jika ada yang masih ingat geometri sekolah). Artinya, kepadatan tumbukan akan turun sebanding dengan luasnya sebanyak 7 kali lipat 100 meter, dan pada satu kilometer kepadatan sinarnya akan turun 300 kali lipat.”

Faktanya, laser tempur yang memancarkan sinar dengan diameter awal 1 cm hampir sama dengan manusia hijau kecil... yaitu. buah dari fantasi yang tidak sehat, tidak dibebani dengan pengetahuan yang minimal.

Inilah yang paling saya sukai.
Faktanya adalah jika ada laser yang benar-benar digunakan sebagai alat penghancur di medan perang, maka laser tersebut menggunakan sinar yang sama (atau bahkan lebih kecil). Hanya saja Kamerad Pozhidaev sendiri tidak terbebani dengan pengetahuan yang minim sekalipun tentang hal ini. Kita berbicara tentang apa yang disebut mempesona (laser yang menyilaukan). Tentu saja, sinar mereka yang menyimpang dengan cepat bukanlah suatu halangan, karena ini cukup untuk membutakan.

Pada kenyataannya, ketika menggunakan optik pemfokusan, divergensi difraksi kira-kira λ/D, dengan lambda adalah panjang gelombang dan D adalah diameter cermin (alias diameter awal berkas, yang secara bertahap menyempit ke arah target karena pemfokusan; a “ketebalan” awal yang besar memastikan divergensi difraksi yang rendah).

Dalam kasus ABL, panjang gelombangnya adalah 1,315 mikron dan diameter cermin adalah 1,5 m, membagi satu dengan yang lain, kita mendapatkan perbedaan sekitar 10 pangkat minus 6 radian. Dengan kata lain, sinar laser Boeing akan “menyebar” pada jarak satu kilometer hanya dengan... 1 milimeter. Pada jarak 200 km, divergensi difraksi akan menjadi 20 cm. Divergensi sebenarnya berkas ABL melebihi batas difraksi hanya sebesar 1,2 kali.

Dalam kasus penggunaan senjata sebenarnya di medan perang, cermin dengan diameter 1,5 meter atau 50 cm atau sistem optik pemfokusan kompleks tidak dapat digunakan. Jika tidak, hasilnya bukanlah laser tempur, melainkan boneka poligon, semata-mata untuk mendemonstrasikannya dalam kondisi ideal. Jika kita ingin memiliki sesuatu seperti senapan mesin laser, maka ukurannya harus kira-kira sebesar senapan mesin dan tidak takut guncangan, getaran, kotoran, dll. Oleh karena itu, semua ide yang mencoba untuk melewati divergensi difraksi melalui trik optik akan segera gagal - berkas cahaya pada awalnya harus tipis.

Namun, dalam ceruk aplikasi yang sempit tersebut ketika masih memungkinkan untuk menggunakan cermin besar yang presisi, seperti dalam kasus Boeing Anti-Missile Laser (ABL), menghindari masalah difraksi menyebabkan efek lucu lainnya - laser ini ternyata memiliki efek lucu. panjang fokus tetap, karena pemfokusan cerminnya pada prinsipnya tidak dapat mengubah kelengkungannya. Ini adalah monolit keramik setebal 30 cm, membutuhkan waktu satu tahun penuh untuk menggiling/memoles!
Oleh karena itu, ABL hanya dapat mengenai sasaran dalam jarak sempit tertentu yang pancarannya difokuskan sebesar bola basket. Jika roket lepas landas beberapa kilometer dari pesawat, pada jarak ini roket tersebut akan memiliki pancaran yang terlalu tebal, diameter 1,5 meter, dan kemungkinan besar tidak berdaya. Bagaimanapun, pengujian jarak dekat tidak dilakukan karena alasan tertentu. Itu akan lucu.

Mitos 6. Anda dapat dengan mudah melindungi diri dari senjata laser- misalnya cermin aluminium.

Memang benar, logam dapat memiliki koefisien refleksi yang luar biasa. Namun, pertama-tama, koefisien-koefisien ini sebagian besar bersifat “kertas”. Roket sungguhan akan mengalami kerusakan dan kontaminasi setelah diluncurkan.

Oh bagaimana? Ternyata rudal tempur sesungguhnya di dunia fantasi Pozhidaev seluruhnya tertutup kotoran dan goresan dari ujung hingga ekor. Lagi pula, laser tidak akan mencari tempat yang bersih, ia akan mengenai tempat yang diperlukan. Dan pasti ada kotoran dan kerusakan di sana, jika tidak, pekerja laser akan melakukan kesalahan.

Kedua, reflektifitas logam dalam kisaran inframerah-dekat biasanya sangat rata-rata - di situlah laser tempur modern beroperasi. Misalnya, aluminium, yang memiliki kinerja terbaik, memiliki reflektansi yang sangat besar dalam rentang IR. Namun, pada panjang gelombang 1 mikron, reflektansi turun menjadi 75%. Sementara itu, “hiperboloid” modern mengeluarkan emisi tepat di “lingkungan” 1 mikron (ABL - 1,315 mikron). Pada saat yang sama, 25% dari ratusan kilowatt lebih dari cukup untuk memanaskan dan melelehkan lapisan atas kulit yang tipis, di mana pantulan akan berakhir - penyerapan radiasi laser dengan cepat tumbuh seiring dengan meningkatnya suhu, dan melonjak tajam. setelah dimulainya pencairan.

Oke, mari kita lihat seperti apa mereka sebenarnya koefisien refleksi logam dalam kisaran IR dekat.

Di sini garis putus-putus pertama (Nd:YAG) di wilayah 1 mikron sama persis dengan radiasi laser solid-state tempur kita.

Ternyata aluminium hanya menyerap sekitar 7% dari radiasi ini, yaitu memantulkan 93% dan bukan 75%.
Dan jika Anda melakukan pelapisan tembaga, perak atau emas, pantulan hingga 97-99%.
Omong-omong, titanium juga memantulkan sekitar 95%. "Peluangnya sangat rata-rata", ya.
Dan yang paling menyinggung adalah Pemanasan logam meningkatkan koefisien penyerapan. Namun, hal ini tidak berlaku untuk logam non-besi yang sangat reflektif seperti tembaga dan aluminium karena logam ini menggabungkan reflektifitas tinggi dan konduktivitas termal tinggi, sehingga mengurangi efisiensi pemotongan laser. Jadi roket tidak akan bisa “meleleh dan selesai memantulkan cahaya”, seperti yang dikemukakan Pozhidaev.

Namun bagaimana dengan pertanyaan “kekanak-kanakan” - “jika sinar laser dapat difokuskan dan diarahkan dengan cermin, mengapa Anda tidak dapat melindungi diri Anda dengan cermin”? Laser itu sendiri biasanya menggunakan cermin dielektrik multilayer yang dapat memantulkan banyak cahaya - tetapi dalam rentang yang sangat sempit dan hanya pada sudut yang ditentukan secara ketat. Selain itu, mereka didinginkan - dan ini biasanya tidak mungkin dilakukan pada seluruh permukaan target.

Pelapor kami yang berani menyatakan, sekali lagi mengabaikan perlindungan paling sederhana dan 100% efektif yang saya usulkan - resin ablatif. Yang dilindungi oleh pesawat luar angkasa yang turun dan hulu ledak ICBM.
Dan yang bila diuapkan, dapat menghilangkan aliran panas eksternal yang sangat besar.

Mitos 7. Masalah panas berlebih pada laser tidak dapat diatasi. “Untuk setiap megawatt energi dihasilkan panas sebesar 4 megawatt yang dapat memanaskan pesawat hingga membara dan membakarnya hingga rata dengan tanah. Sistem pendingin dengan kecepatan aliran gas 1800 m/detik (Laval nozzle) tidak mampu mengeluarkan semua panas yang dihasilkan dari badan pesawat.”

Pada kenyataannya, “pemanfaatan” kuantitas panas dalam satuan megawatt itu sendiri merupakan hal yang sepele. Adakah yang pernah melihat lokomotif diesel yang “panas”? Sementara itu, mesin diesel yang layak dengan kekuatan beberapa megawatt membuang lebih dari satu megawatt panas ke dalam oli dan sistem pendingin. Yang jauh lebih sederhana adalah tugas menghilangkan panas dari volume terbatas “senjata” itu sendiri. Dalam kasus laser kimia ABL, produk reaksi yang dipanaskan dihembuskan keluar dari resonator (menggunakan nosel Laval yang terkenal), dan kemudian amonia cair digunakan untuk pendinginan. Sistem yang agak besar dengan komponen kriogenik yang bermasalah - namun, sistem ini benar-benar mampu "memulihkan" jumlah panas yang sangat besar.

Masalah ini sebenarnya telah diselesaikan kurang lebih hanya untuk laser gas kimia sirkuit terbuka - mereka dengan bodohnya membuang gas panas beracun ke lingkungan. Tapi sepertinya kemajuan kita telah mencapai laser solid-state? Segalanya jauh lebih buruk di sana.

Laser solid-state taktis, yang harus menghilangkan 400 kW panas, dapat dilakukan tanpa “lemari es” kriogenik. Jadi, HELLADS adalah produk “melintasi” keadaan padat normal dan laser dengan fluida kerja cair; sirkulasi yang terakhir dan menghilangkan panas berlebih di luar “senjata”. Produk terbaru General Atomic juga terkenal - akumulator energi panas yang dirancang khusus untuk mendinginkan laser. Modul seberat 35 kg mampu menyerap 230 kW - panas melelehkan material seperti lilin yang boros energi. Hasilnya, mode HELLADS memancarkan radiasi terus menerus hingga dua menit, diikuti dengan jeda tiga puluh detik.

Tidak ada HELLADS seperti itu saat ini. Laser taktis seperti itu belum diciptakan, bahkan dalam bentuk model eksperimental.
Keadaan proyek saat ini adalah sebagai berikut: modul utama tertentu sebesar 34 kW telah dibuat dan diuji (pada tahun 2011), dan sekarang daya perlu ditingkatkan menjadi 150 kW. Apalagi mereka berencana melakukan hal tersebut pada akhir tahun 2012, namun masih ada kesunyian. Tidak ada kabar. Ada juga keheningan di situs web General Atomics, janji-janji yang terus-menerus, yang berarti bahwa laser 150 kW belum dibuat. Sepertinya bunga batu itu tidak kunjung keluar.
Sedangkan untuk thermal battery, berita terakhirnya adalah dari tahun 2010, dan kapasitasnya diberikan di sana - 3 MJ. Artinya, ia hanya dapat memberikan pendinginan selama 5 detik untuk laser 150 kW. Jadi di sini, alih-alih fakta, ada lagi aliran fantasi Pozhidaev yang tidak tertutupi.

Mitos 8. Tidak ada sumber energi yang kuat dan kompak untuk laser tempur.

Hal ini sebagian benar - laser solid-state 100 kW belum dapat dipasang pada benda yang lebih kecil dari truk karena kebutuhan untuk memiliki generator 500 kW dan kapasitor dengan daya yang sesuai. Ini adalah skala permasalahan yang sebenarnya - yang tidak ada hubungannya dengan khayalan tentang “reaktor nuklir”. Dalam praktiknya, truk HEMTT versi hybrid - HEMTT A3, bahkan dalam konfigurasi dasar, memiliki generator listrik 350 kilowatt yang mampu menyediakan energi "ekspor" hingga 200 kW. Saat meningkatkan tenaga mesin hingga 505 hp. A3 dapat menyediakan 400 kW ke konsumen “eksternal”. Tambahan yang bagus adalah bank kapasitor 1,5 megajoule. Dengan kata lain, jika penghuni blogosphere membayangkan pembangkit listrik, sebenarnya ada satu truk yang akan muncul, meskipun truk tersebut berteknologi tinggi.

Saya telah menunjukkan di atas seberapa besar skala masalahnya dan betapa kelirunya Pozhidaev dalam menempatkan laser 100 kW pada truk berteknologi tinggi.

Mitos 9. Setiap tembakan laser berharga jutaan.

Kenyataannya, satu suntikan ABL berharga $10K; “16 juta” dalam negeri adalah propaganda… berlebihan. Ini adalah perkiraan biaya ATGM portabel manusia sederhana seperti Fagot. Rudal anti-tank yang lebih serius berharga puluhan ribu dolar, Maverick (rudal udara-ke-permukaan dengan jangkauan 28 km) - $154 ribu, satu rudal Patriot - $3,8 juta yaitu ABL - bahkan untuk hidrogen fluorida THEL harganya $2-3 ribu, meskipun sebenarnya laser ini tidak menggunakan hidrogen, melainkan deuterium yang mahal.

Biaya satu jam penggunaan laser Boeing diperkirakan di atas $92.000.
Total, ia mampu melepaskan 4-6 tembakan dan harus berpatroli selama puluhan jam.
Oleh karena itu, menurut perkiraan paling minimal, biaya pengambilan gambarnya sekitar ratusan ribu dolar.

Mitos 10. Semua masalah yang dapat diselesaikan dengan senjata laser dapat diselesaikan dengan lebih mudah dan lebih murah dengan cara tradisional.

Teori ini telah membuktikan ketidakkonsistenannya. Contohnya adalah upaya Israel untuk mempertahankan diri dari serangan roket Hamas dengan bantuan rudal pencegat (sistem Iron Dome). Satu peluncuran anti-rudal menelan biaya $30-40 ribu. Biaya rudal Grad sekitar $1 ribu, biaya rudal Kassam tidak melebihi $200. Dengan demikian, intersepsi akan memakan biaya 40-200 kali lebih mahal dibandingkan alat serangan itu sendiri. Seperti yang dikatakan juru bicara Hamas Tariq Abu Nazar pada kesempatan ini, “jika setiap serangan peluncur roket kami merugikan Israel puluhan ribu dolar, kami akan menganggap bahwa tujuan tersebut telah tercapai.” Akibatnya, beberapa wartawan jahat tidak menyalahkan pengembang laser atas “pemotongan” tersebut, namun mereka yang menutup program Israel-Amerika. Sistem Centurion juga ternyata penggunaannya terbatas karena jangkauannya yang pendek dan konsumsi amunisi yang besar.

Sejarah perjuangan Israel melawan serangan rudal justru membuktikan sebaliknya.
Seperti diketahui, sistem laser THEL pada awalnya dikembangkan untuk tujuan ini.
Israel menghabiskan banyak uang, tetapi semuanya berakhir sia-sia - sistemnya jelas tidak siap tempur dan proyek ditutup.
Kekurangan fatalnya terlihat jelas sejak awal bagi para peserta proyek, dari kenyataan bahwa orang-orang benar-benar duduk di atas tank dengan komponen yang sangat beracun, yang akan menyebabkan bencana jika sebuah rudal murah mengenai instalasi tersebut, yang berakhir dengan ketidakmampuannya untuk mencapai target dalam waktu yang buruk. cuaca.

Hasilnya, Israel mendapatkan rudal anti-pesawat lama yang bagus, sistem Iron Dome, dan sekarang menggunakannya secara massal.
Rupanya mereka percaya bahwa kerusakan akibat rudal Palestina yang menghantam wilayah berpenduduk padat dan kematian warga sipil masih lebih besar dibandingkan kerugian akibat rudal pencegat.

Tentu saja, ini bukanlah daftar lengkap legenda tentang laser. Kebanyakan dari mereka dibangun berdasarkan prinsip yang sama - baik kebohongan yang disengaja, atau dengan hati-hati mengubah lalat menjadi gajah. Faktanya, laser di medan perang adalah nyata, dan pasukan yang dapat memperolehnya akan menerima keuntungan yang mengesankan.

Kata si penggemar laser, mendasarkan setiap pemaparan mitos pada kebohongan yang disengaja, penemuan konyol, dan distorsi.

Jadi yang nyata hanyalah buta huruf teknis yang menakjubkan dari para pendukung senjata laser yang tidak tertarik dan selera serta omong kosong yang tak terbatas dari para pengembangnya.

Oleh karena itu, topik senjata laser ini dapat digunakan dengan sempurna sebagai ujian lakmus untuk mengidentifikasi pakar militer dan jurnalis lainnya yang buta huruf.

Durasi radiasi laser

Durasinya ditentukan oleh desain laser. Cara khas distribusi radiasi berikut dari waktu ke waktu dapat dibedakan:

Modus berkelanjutan;

Mode pulsa, durasi pulsa ditentukan oleh durasi flash lampu pompa, durasi tipikal Dfl ~ 10-3 s;

Mode peralihan Q dari resonator (durasi pulsa radiasi ditentukan oleh kelebihan pemompaan di atas ambang batas penguat dan kecepatan serta kecepatan penyalaan faktor Q, durasi tipikal terletak pada kisaran 10-9 - 10-8 detik, inilah yang disebut rentang durasi radiasi nanodetik);

Mode sinkronisasi dan mode longitudinal dalam resonator (durasi pulsa radiasi Dfl ~ 10-11 s - rentang durasi radiasi pikodetik);

Berbagai mode pemendekan pulsa radiasi secara paksa (Dfl ~ 10-12 s).

Kepadatan daya radiasi

Radiasi laser dapat dikonsentrasikan menjadi sinar sempit dengan kepadatan daya yang tinggi.

Kerapatan daya radiasi Ps ditentukan oleh perbandingan daya radiasi yang melewati penampang sinar laser dengan luas penampang dan berdimensi W cm-2.

Dengan demikian, rapat energi radiasi Ws ditentukan oleh perbandingan energi yang melewati penampang sinar laser dengan luas penampang dan berdimensi J cm-2

Kepadatan daya dalam sinar laser mencapai nilai yang besar karena penambahan energi dari sejumlah besar radiasi koheren dari atom individu yang tiba pada titik tertentu di ruang angkasa dalam fase yang sama.

Dengan menggunakan sistem lensa optik, radiasi laser yang koheren dapat difokuskan pada area kecil yang sebanding dengan panjang gelombang pada permukaan objek.

Kepadatan daya radiasi laser di area ini mencapai nilai yang sangat besar. Di tengah situs, kepadatan daya adalah:

dimana P adalah daya keluaran radiasi laser;

D adalah diameter lensa sistem optik;

aku - panjang gelombang;

f adalah panjang fokus sistem optik.

Radiasi laser dengan kepadatan daya yang sangat besar, mempengaruhi berbagai material, menghancurkan dan bahkan menguapkannya di area radiasi terfokus insiden. Pada saat yang sama, di area dimana radiasi laser mengenai permukaan material, tekanan ringan ratusan ribu megapascal tercipta di atasnya.

Hasilnya, kami mencatat bahwa dengan memfokuskan radiasi laser ke suatu titik yang diameternya kira-kira sama dengan panjang gelombang radiasi, dimungkinkan untuk memperoleh tekanan cahaya sebesar 106 MPa, serta kepadatan daya radiasi yang sangat besar, mencapai nilai 1014. -1016 W.cm-2, sedangkan suhunya mencapai beberapa juta kelvin.

Diagram blok resonator kuantum optik

Laser terdiri dari tiga bagian utama: media aktif, perangkat pompa, dan rongga optik. Terkadang perangkat stabilisasi termal juga ditambahkan.

Gambar 3 - Diagram blok laser

1) Media aktif.

Untuk penyerapan dan penguatan resonansi akibat emisi terstimulasi, gelombang perlu melewati bahan yang atom atau sistem atomnya “disetel” ke frekuensi yang diinginkan. Dengan kata lain, selisih tingkat energi E2 – E1 untuk atom-atom bahan harus sama dengan frekuensi gelombang elektromagnetik dikalikan dengan konstanta Planck: E2 – E1 = hn. Lebih lanjut, agar emisi terstimulasi dapat mengalahkan penyerapan, maka harus terdapat lebih banyak atom pada tingkat energi atas dibandingkan pada tingkat energi yang lebih rendah. Hal ini biasanya tidak terjadi. Selain itu, setiap sistem atom, yang dibiarkan dalam waktu yang cukup lama, akan mencapai kesetimbangan dengan lingkungannya pada suhu rendah, yaitu. mencapai keadaan energi terendah. Pada suhu tinggi, beberapa atom dalam sistem tereksitasi oleh gerakan termal. Pada suhu yang sangat tinggi, semua keadaan kuantum akan terisi secara merata. Namun karena suhu selalu terbatas, sebagian besar atom berada pada keadaan terendah, dan semakin tinggi keadaannya, semakin sedikit atom yang terisi. Jika pada suhu absolut T terdapat n0 atom dalam keadaan terendah, maka jumlah atom dalam keadaan tereksitasi, yang energinya melebihi energi keadaan terendah sebesar E, dinyatakan dengan distribusi Boltzmann: n=n0e -E/kT, dengan k adalah konstanta Boltzmann. Karena selalu ada lebih banyak atom di keadaan yang lebih rendah dalam kondisi kesetimbangan dibandingkan dengan keadaan yang lebih tinggi, dalam kondisi seperti itu penyerapan selalu mendominasi daripada amplifikasi karena emisi terstimulasi. Kelebihan atom dalam keadaan tereksitasi tertentu dapat diciptakan dan dipertahankan hanya dengan mentransfernya secara artifisial ke keadaan ini, dan lebih cepat daripada mengembalikannya ke kesetimbangan termal. Suatu sistem yang memiliki kelebihan atom tereksitasi cenderung mengalami kesetimbangan termal, dan sistem tersebut harus dipertahankan dalam keadaan non-ekuilibrium dengan menciptakan atom-atom tersebut di dalamnya.

2) Resonator.

Resonator optik adalah sistem dua cermin yang dipasangkan secara khusus, dipilih sedemikian rupa sehingga emisi terstimulasi lemah yang timbul di resonator karena transisi spontan diperkuat berkali-kali, melewati media aktif yang ditempatkan di antara cermin. Karena banyaknya pantulan radiasi di antara cermin, media aktif memanjang ke arah sumbu resonator, yang menentukan tingginya directivity radiasi laser. Laser yang lebih kompleks menggunakan empat atau lebih cermin untuk membentuk rongga. Kualitas pembuatan dan pemasangan cermin ini sangat penting untuk kualitas sistem laser yang dihasilkan. Selain itu, perangkat tambahan dapat dipasang di sistem laser untuk mencapai berbagai efek, seperti cermin berputar, modulator, filter, dan peredam. Penggunaannya memungkinkan Anda untuk mengubah parameter radiasi laser, misalnya panjang gelombang, durasi pulsa, dll.

Resonator adalah faktor penentu utama panjang gelombang operasi, serta sifat-sifat laser lainnya. Ada ratusan atau bahkan ribuan fluida kerja berbeda yang dapat digunakan untuk membuat laser. Fluida kerja “dipompa” untuk memperoleh efek inversi populasi elektron, yang menyebabkan terstimulasi emisi foton dan efek amplifikasi optik. Fluida kerja berikut digunakan dalam laser.

Cairan, misalnya pada laser pewarna, terdiri dari pelarut organik seperti metanol, etanol, atau etilen glikol yang di dalamnya pewarna kimia seperti kumarin atau rhodamin dilarutkan. Konfigurasi molekul pewarna menentukan panjang gelombang kerja.

Gas seperti karbon dioksida, argon, kripton atau campuran seperti pada laser helium-neon. Laser semacam itu paling sering dipompa dengan pelepasan listrik.

Padatan seperti kristal dan kaca. Bahan padat biasanya diolah (diaktifkan) dengan menambahkan sejumlah kecil ion kromium, neodymium, erbium atau titanium. Kristal khas yang digunakan adalah aluminium garnet (YAG), yttrium lithium fluoride (YLF), safir (aluminium oksida), dan kaca silikat. Pilihan yang paling umum adalah Nd:YAG, titanium sapphire, chromium sapphire (juga dikenal sebagai ruby), strontium lithium aluminium fluoride yang didoping kromium (Cr:LiSAF), Er:YLF dan Nd:glass (kaca neodymium). Laser solid-state biasanya dipompa oleh lampu flash atau laser lainnya.

Semikonduktor. Suatu material yang transisi elektron antar tingkat energi dapat disertai dengan radiasi. Laser semikonduktor sangat kompak dan dipompa dengan arus listrik, sehingga dapat digunakan pada perangkat konsumen seperti pemutar CD.

3) Perangkat pemompaan.

Sumber pompa memasok energi ke sistem. Ini bisa berupa celah percikan listrik, lampu flash, lampu busur, laser lain, reaksi kimia, atau bahkan bahan peledak. Jenis alat pemompaan yang digunakan secara langsung bergantung pada fluida kerja yang digunakan, dan juga menentukan metode penyediaan energi ke sistem. Misalnya, laser helium-neon menggunakan pelepasan listrik dalam campuran gas helium-neon, dan laser berbahan dasar garnet aluminium yttrium yang didoping neodymium (laser Nd:YAG) menggunakan cahaya terfokus dari lampu flash xenon, dan laser excimer menggunakan energi dari reaksi kimia.

Laser menjadi alat penelitian yang semakin penting dalam bidang kedokteran, fisika, kimia, geologi, biologi, dan teknik. Jika digunakan secara tidak benar, bahan-bahan tersebut dapat menyebabkan kebutaan dan cedera (termasuk luka bakar dan sengatan listrik) pada operator dan personel lain, termasuk orang yang berada di laboratorium, serta kerusakan properti yang signifikan. Pengguna perangkat ini harus sepenuhnya memahami dan menerapkan tindakan pencegahan keselamatan yang diperlukan saat menanganinya.

Apa itu laser?

Kata “laser” (LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) adalah singkatan dari “amplifikasi cahaya dengan stimulasi emisi radiasi.” Frekuensi radiasi yang dihasilkan oleh laser berada di dalam atau di dekat bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat. Energi tersebut diperkuat hingga intensitas yang sangat tinggi melalui proses yang disebut emisi yang diinduksi laser.

Istilah radiasi sering disalahartikan karena juga digunakan untuk menggambarkan dalam konteks ini yang berarti perpindahan energi. Energi berpindah dari satu tempat ke tempat lain melalui konduksi, konveksi, dan radiasi.

Ada banyak jenis laser yang beroperasi di lingkungan berbeda. Media kerja yang digunakan adalah gas (misalnya argon atau campuran helium dan neon), kristal padat (misalnya rubi) atau pewarna cair. Ketika energi disuplai ke media kerja, ia menjadi tereksitasi dan melepaskan energi dalam bentuk partikel cahaya (foton).

Sepasang cermin di kedua ujung tabung tertutup memantulkan atau mentransmisikan cahaya dalam aliran terkonsentrasi yang disebut sinar laser. Setiap lingkungan pengoperasian menghasilkan berkas dengan panjang gelombang dan warna yang unik.

Warna sinar laser biasanya dinyatakan dengan panjang gelombang. Ini non-pengion dan mencakup bagian spektrum ultraviolet (100-400 nm), tampak (400-700 nm) dan inframerah (700 nm - 1 mm).

Spektrum elektromagnetik

Setiap gelombang elektromagnetik memiliki frekuensi dan panjang unik yang terkait dengan parameter ini. Sama seperti lampu merah yang memiliki frekuensi dan panjang gelombangnya sendiri, semua warna lainnya – oranye, kuning, hijau, dan biru – memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang unik. Manusia dapat merasakan gelombang elektromagnetik ini, namun tidak dapat melihat spektrum lainnya.

Radiasi ultraviolet juga memiliki frekuensi tertinggi. Inframerah, radiasi gelombang mikro, dan gelombang radio menempati frekuensi spektrum yang lebih rendah. Cahaya tampak terletak pada rentang yang sangat sempit di antara keduanya.

dampaknya terhadap manusia

Laser menghasilkan pancaran cahaya yang intens dan terarah. Jika diarahkan, dipantulkan, atau difokuskan pada suatu benda, sinar tersebut akan diserap sebagian, sehingga meningkatkan suhu permukaan dan bagian dalam benda, yang dapat menyebabkan material berubah atau berubah bentuk. Kualitas ini, yang digunakan dalam bedah laser dan pemrosesan bahan, dapat berbahaya bagi jaringan manusia.

Selain radiasi yang memberikan efek termal pada jaringan, radiasi laser yang menghasilkan efek fotokimia juga berbahaya. Kondisinya cukup pendek, yaitu bagian spektrum ultraviolet atau biru. Perangkat modern menghasilkan radiasi laser, yang dampaknya terhadap manusia dapat diminimalkan. Laser berdaya rendah tidak memiliki cukup energi untuk menimbulkan bahaya, dan tidak menimbulkan bahaya.

Jaringan manusia sensitif terhadap energi, dan dalam keadaan tertentu, radiasi elektromagnetik, termasuk radiasi laser, dapat menyebabkan kerusakan pada mata dan kulit. Penelitian telah dilakukan pada tingkat ambang batas radiasi traumatis.

Bahaya mata

Mata manusia lebih rentan terhadap cedera dibandingkan kulit. Kornea (permukaan depan luar mata yang bening), tidak seperti dermis, tidak memiliki lapisan luar sel-sel mati untuk melindunginya dari pengaruh lingkungan. Laser diserap oleh kornea mata, yang dapat membahayakannya. Cedera tersebut disertai dengan pembengkakan epitel dan erosi, dan pada cedera parah - kekeruhan pada bilik mata depan.

Lensa mata juga rentan terhadap cedera bila terkena berbagai radiasi laser - inframerah dan ultraviolet.

Namun, bahaya terbesar adalah dampak laser pada retina di bagian spektrum optik yang terlihat - dari 400 nm (ungu) hingga 1400 nm (inframerah dekat). Dalam wilayah spektrum ini, berkas terkolimasi difokuskan ke area yang sangat kecil di retina. Dampak paling buruk terjadi ketika mata melihat ke kejauhan dan terkena pancaran sinar langsung atau pantulan. Dalam hal ini, konsentrasinya di retina mencapai 100.000 kali lipat.

Jadi, berkas sinar tampak dengan kekuatan 10 mW/cm 2 mengenai retina dengan kekuatan 1000 W/cm 2. Ini lebih dari cukup untuk menimbulkan kerusakan. Jika mata tidak melihat ke kejauhan, atau jika sinar dipantulkan dari permukaan non-cermin yang menyebar, radiasi yang jauh lebih kuat dapat menyebabkan cedera. Paparan laser pada kulit tidak memiliki efek pemfokusan, sehingga kurang rentan terhadap cedera pada panjang gelombang tersebut.

sinar-X

Beberapa sistem tegangan tinggi dengan tegangan lebih besar dari 15 kV dapat menghasilkan sinar-X dengan kekuatan yang signifikan: radiasi laser, yang sumbernya adalah energi yang dipompa secara elektronik, serta sistem plasma dan sumber ion. Perangkat ini harus diuji untuk memastikan perlindungan yang tepat, antara lain.

Klasifikasi

Tergantung pada kekuatan atau energi pancaran dan panjang gelombang radiasi, laser dibagi menjadi beberapa kelas. Klasifikasi ini didasarkan pada potensi perangkat untuk menyebabkan cedera langsung pada mata, kulit, atau api ketika terkena sinar secara langsung atau ketika dipantulkan dari permukaan reflektif yang tersebar. Semua laser komersial harus diidentifikasi dengan tanda yang diterapkan padanya. Jika perangkat tersebut adalah buatan sendiri atau tidak diberi tanda, sebaiknya dapatkan saran mengenai klasifikasi dan pelabelan yang tepat. Laser dibedakan berdasarkan kekuatan, panjang gelombang dan durasi pemaparan.

Perangkat Aman

Perangkat kelas satu menghasilkan radiasi laser intensitas rendah. Tingkat tersebut tidak dapat mencapai tingkat berbahaya, sehingga sumber-sumber dikecualikan dari sebagian besar pengendalian atau bentuk pengawasan lainnya. Contoh: printer laser dan pemutar CD.

Perangkat yang aman secara kondisional

Laser kelas dua memancarkan bagian spektrum yang terlihat. Ini adalah radiasi laser, yang sumbernya menyebabkan reaksi normal keengganan terhadap cahaya yang terlalu terang (refleks berkedip) pada manusia. Saat terkena sinar, mata manusia berkedip dalam waktu 0,25 detik, yang memberikan perlindungan yang cukup. Namun, radiasi laser dalam rentang cahaya tampak dapat merusak mata jika terpapar terus-menerus. Contoh: laser pointer, laser geodetik.

Laser kelas 2a adalah perangkat tujuan khusus dengan daya keluaran kurang dari 1 mW. Perangkat ini hanya menimbulkan kerusakan bila terkena langsung selama lebih dari 1000 detik dalam 8 jam kerja sehari. Contoh: pembaca barcode.

Laser berbahaya

Kelas 3a mencakup perangkat yang tidak menyebabkan cedera jika terkena mata dalam jangka pendek tanpa pelindung. Dapat menimbulkan bahaya saat menggunakan optik pemfokusan seperti teleskop, mikroskop, atau teropong. Contoh: laser helium-neon 1-5 mW, beberapa penunjuk laser, dan tingkat bangunan.

Sinar laser Kelas 3b dapat menyebabkan cedera melalui paparan langsung atau pantulan cermin. Contoh: Laser helium-neon 5-500 mW, banyak laser penelitian dan terapi.

Kelas 4 mencakup perangkat dengan tingkat daya lebih besar dari 500 mW. Mereka berbahaya bagi mata, kulit, dan juga bahaya kebakaran. Paparan sinar, pantulan spekular atau difusnya dapat menyebabkan cedera pada mata dan kulit. Semua tindakan keselamatan harus diambil. Contoh: Laser Nd:YAG, display, pembedahan, pemotongan logam.

Radiasi laser: perlindungan

Setiap laboratorium harus memberikan perlindungan yang memadai bagi orang yang bekerja dengan laser. Jendela ruangan yang dapat dilalui oleh radiasi dari perangkat Kelas 2, 3, atau 4 yang menyebabkan kerusakan di area yang tidak terkendali harus ditutup atau dilindungi saat perangkat tersebut beroperasi. Untuk memastikan perlindungan mata yang maksimal, disarankan melakukan hal berikut.

• Bundel tersebut harus ditutup dalam wadah pelindung yang tidak memantulkan cahaya dan tidak mudah terbakar untuk meminimalkan risiko paparan atau kebakaran yang tidak disengaja. Untuk menyelaraskan sinar, gunakan layar fluoresen atau pemandangan sekunder; Hindari kontak langsung dengan mata.
• Gunakan daya terendah untuk prosedur penyelarasan sinar. Jika memungkinkan, gunakan perangkat kelas rendah untuk prosedur penyelarasan awal. Hindari keberadaan benda reflektif yang tidak perlu di area pengoperasian laser.
• Batasi jalannya sinar ke zona bahaya selama di luar jam kerja dengan menggunakan penutup jendela dan penghalang lainnya. Jangan gunakan dinding ruangan untuk menyelaraskan sinar laser Kelas 3b dan 4.
• Gunakan alat non-reflektif. Beberapa peralatan yang tidak memantulkan cahaya tampak menjadi terpantul di wilayah spektrum yang tidak terlihat.
• Jangan memakai perhiasan reflektif. Perhiasan logam juga meningkatkan risiko sengatan listrik.

Kacamata pengaman

Saat bekerja dengan laser Kelas 4 di area terbuka yang berbahaya atau di mana terdapat risiko pantulan, kacamata keselamatan harus dipakai. Jenisnya tergantung pada jenis radiasinya. Kacamata harus dipilih untuk melindungi terhadap pantulan, terutama pantulan difus, dan untuk memberikan perlindungan pada tingkat di mana refleks pelindung alami dapat mencegah cedera mata. Perangkat optik semacam itu akan menjaga visibilitas sinar, mencegah luka bakar pada kulit, dan mengurangi kemungkinan kecelakaan lainnya.

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih kacamata keselamatan:

• panjang gelombang atau wilayah spektrum radiasi;
• kerapatan optik pada panjang gelombang tertentu;
• iluminasi maksimum (W/cm2) atau daya pancaran (W);
• jenis sistem laser;
• mode daya - radiasi laser berdenyut atau mode berkelanjutan;
• kemungkinan refleksi - spekular dan menyebar;
• bidang pandang;
• adanya lensa korektif atau ukuran yang cukup untuk memungkinkan pemakaian kacamata untuk koreksi penglihatan;
• kenyamanan;
• adanya lubang ventilasi untuk mencegah kabut;
• pengaruh pada penglihatan warna;
• resistensi dampak;
• kemampuan untuk melakukan tugas-tugas yang diperlukan.

Karena kacamata pengaman rentan terhadap kerusakan dan keausan, program keselamatan laboratorium harus mencakup pemeriksaan berkala terhadap fitur keselamatan ini.

Di banyak toko online, kekuatan laser portabel dan penunjuk laser dilebih-lebihkan secara tidak wajar demi keuntungan komersial. Cukup sulit bagi pembeli rata-rata untuk memahami masalah ini dan menentukan seberapa besar kekuatan laser portabel atau penunjuk laser yang dibeli sesuai dengan kenyataan. Dalam hal ini, kami menyarankan untuk membaca artikel ini, yang akan membahas tentang kekuatan laser portabel dan penunjuk laser, serta bagaimana daya diukur di toko online kami.

Kekuatan laser portabel dan penunjuk laser

Saat ini, perwakilan laser portabel yang paling kuat adalah laser biru dengan panjang gelombang 445-450 nm. Beberapa model rakitan sendiri, menggunakan beberapa dioda laser dan konvergensi sinar, mencapai daya 6,3 W. Namun, kekuatan masing-masing dioda laser yang ada tidak melebihi 3,5 W. Penting untuk dicatat bahwa data daya diperoleh pada arus tinggi yang tidak normal, yang mana dioda ini tidak dirancang. Keluaran maksimal kekuatan, di mana laser portabel biru akan bekerja secara stabil saat ini tidak melebihi 2000mW(2000 miliwatt = 2W, 2000mW).

Yang paling kuat berikutnya adalah laser portabel merah (650-660nm) dan ungu (405nm). Kekuatan mereka tidak melebihi 1000mW.

Terakhir, laser hijau paling populer dan paling terang (532nm) memiliki kekuatan maksimum 750mW. Penting untuk dicatat bahwa prinsip pengoperasian laser hijau berbeda dari laser biru dan merah: laser hijau 532nm adalah laser semikonduktor yang dipompa dioda. Oleh karena itu, kekuatan laser hijau terdiri dari tiga komponen: inframerah 808 nm (dioda pompa laser), 1064 nm (radiasi laser dari yttrium aluminium garnet, (“YAG”, Y 3 Al 5 O 12) yang diolah dengan neodymium (Nd) ion) dan 532 nm (sinar laser hijau setelah penggandaan frekuensi dalam kristal KTP). Untuk mendapatkan daya keluaran 750 mW dari laser hijau 532 nm, Anda memerlukan lebih banyak 5W daya dioda pompa 808nm! Saat memeriksa kekuatan laser hijau dengan wattmeter, Anda perlu memastikan bahwa laser tersebut memiliki filter yang dapat memotong panjang gelombang inframerah. Jika tidak, wattmeter akan menunjukkan total daya laser (yang hanya 10-15% berada pada 532nm).

Tentang pengukuran daya di toko online LaserMag

Toko online kami memiliki kesempatan unik untuk memeriksa kekuatan optik laser portabel dan penunjuk laser berkat wattmeter optik khusus.

Prinsip operasinya didasarkan pada termoelemen yang menyerap radiasi laser dan menghasilkan sinyal listrik. Sinyal listrik masuk ke DAC (Digital to Analog Converter). Selanjutnya, dengan menggunakan program khusus yang disertakan dengan wattmeter optik, karakteristik daya dinamis (daya versus waktu) ditampilkan di layar komputer. Jika klien menginginkannya, kami siap memberikan grafik kekuatan dari setiap laser yang dibeli.