レーザーポインターの有効距離と広がらない原因

初心者ユーザーはレーザーポインターの有効距離について疑問があります。一部のユーザーは、10,000 メートル照射できるかどうかを尋ねました。一部のユーザーは、レーザー懐中電灯が日中の太陽光の下で 1000 メートル使用できるかどうかを問い合わせます。経験によると、一般的なレーザーポインターの夜間の実際の有効範囲は約1キロメートルですが、これを超えるとスポットは実際には非常に大きくなり、光の塊になり、弱くなります。

日中の太陽光の下で表示された場合、50 ～ 100 メートル以内のレーザー光スポットは一般的に鮮明で、200 ～ 300 メートルでは非常にぼやけています。

上記のレーザーポインターの範囲は、理論的な範囲ではなく、肉眼で見える範囲に基づいています。

レーザーポインターの有効距離は、出力、波長、空気の質によって決まります。同じ出力の下では、緑色レーザーの有効距離が最も遠く、次に青色レーザー、最後に赤色レーザーが続きます。

レーザーポインターの有効距離は一般的に200mから500m程度で、高出力レーザーポインターで10km以上に達することもありますが、人間の目の限界により、ほぼ同じように見ることができます。

レーザーなぜ広がらないか？

通常の光は散乱しやすいのに、なぜレーザー光は散乱しにくいのですか？

主な理由は、レーザーが発するレーザー光が自然に一方向に発せられ、ビームの発散が非常に小さく、平行に近い約 0.001 ラジアンにすぎないためです。さらに、量子力学の主要な微視的世界の物理法則によれば、量子力学では、通常の光源は原子の自然放出、または発散誘導放出です。レーザーは、原子の誘導放出を一方向に増幅することによって発生します。

さらに、原子の電子が高エネルギーの励起状態エネルギー準位から低エネルギーの基底状態エネルギー準位に遷移し、そのエネルギーが光子の形で放出されるため、原子は光を放出します。

ここには 2 つのケースがあり、1 つ目は自然放出、つまり電子が光場の真空状態に直接結合している場合です。 光場の真空状態は等方性であるため、つまり確率はすべての方向で同じであるため、電子によって放出された光子はすべての方向にランダムに散乱されます。 2つ目は誘導放射、つまり電子と光場の励起状態、つまり光子結合であり、光子と同じ伝搬方向とエネルギーを持つ光子が放射されます。 一般に、この 2 つは共存しますが、2 番目のケースでは、最初の光子の方向がランダムな場合、誘導放射線によって放出される光子も発散します。

レーザーの弱点は？

レーザーの波長が短いため、空間伝播には多くの障害や障害があります。ほこり、雲、雨、雪などが散乱して吸収し、エネルギーを消費して、送信される情報の品質と安定性に影響を与えます。 もう 1 つの欠点は、誰でもこれらの信号を受信でき、秘密を保持するのが難しいことです。