Фокусировка светодиода

tran
Offline
Зарегистрирован: 20.10.2012

Добрый день! Есть идея сделать небольшое устройство где нужен лазер. Проблема в том что обычные полупроводниковые лазеры опасны для глаз. Вопрос - возможно ли сфокусировать свет от светодиода в более менее видимую прямую линию?

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

tran пишет:

Проблема в том что обычные полупроводниковые лазеры опасны для глаз.

Детские указки-игрушки безопасны. Хотя в глаз лучше не светить.

tran пишет:
Вопрос - возможно ли сфокусировать свет от светодиода в более менее видимую прямую линию?

1. "Линия" от лазера видна только из-за рассеяния излучения на пыли или аэрозоли.  В обычном воздухе "линия" не видна, только пятно на цели.

2. Лазерное излучение специфично, как и генерирующие его устройства. От обычного источника можно получить более-менее узкий луч. Пример - осветители в театре. Прожектора. Качественная оценка вот такая. :)

tran
Offline
Зарегистрирован: 20.10.2012

Duino A.R. пишет:

Детские указки-игрушки безопасны. Хотя в глаз лучше не светить.

1. "Линия" от лазера видна только из-за рассеяния излучения на пыли или аэрозоли.  В обычном воздухе "линия" не видна, только пятно на цели.

2. Лазерное излучение специфично, как и генерирующие его устройства. От обычного источника можно получить более-менее узкий луч. Пример - осветители в театре. Прожектора. Качественная оценка вот такая. :)

Дело как раз в том,  что луч будет скорее всего попадать в глаза. Поэтому нехороших последствий не хочется.

Скорее всего будет как раз дым для этого дела. Поэтому этот вопрос не главный. Меня интересует техническая часть - какие есть способы сфокусировать обычный 5мм диод на расстоянии 1-2м в точку размером не более 2см.

vk007
Offline
Зарегистрирован: 16.06.2015

tran пишет:

Дело как раз в том,  что луч будет скорее всего попадать в глаза. Поэтому нехороших последствий не хочется.

... сфокусировать обычный 5мм диод на расстоянии 1-2м в точку размером не более 2см.

А вы не подумали, что глаза от сфокусированого луча светодиода будут в не меньшем восторге, чем от луча лазера? Те же лазерные указки, в основном, имеют мощность до 20 мВт. Мощность обычного современного светодиода - соизмерима, а то и больше.

Duino A.R.
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

tran пишет:

Дело как раз в том,  что луч будет скорее всего попадать в глаза. Поэтому нехороших последствий не хочется.

Глаза нужно защищать в любом случае. Необратимые поражения органов зрения зависят в большей степени от плотности энергии, а не от типа излучения. Если посмотреть на Солнце полминуты - в глазах потемнеет. Если взглянуть на Солнце в полевой бинокль - безвозратно сжечь сетчатку можно буквально за секунды. Неприятности, пусть и не столь катастрофичные, можно получить и более простыми способами. Глаза надо беречь от прямого попадания света от любого источника.

tran пишет:

Меня интересует техническая часть - какие есть способы сфокусировать обычный 5мм диод на расстоянии 1-2м в точку размером не более 2см.

"Линия", "как от лазера", и пятно в 2 см на расстоянии в 1-2 м - это совсем разные задачи. Тонкую линию, как от лазера, от обычного светодиода получить нельзя. Сфокусировать пятно диаметром 2 см на расстоянии в 1 м - можно, но за дорого. Для этого понадобиться фотографический объектив, лучше длиннофокусный (телевик). При этом настройка объектива на дистанцию в 1 м будет одна, а на дистанцию в 2 м - другая.

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

Светодиод выдает монохроматичное излучение, а лазер еще и когерентное, собственно благодаря чему луч не расходится ( грубо говоря).

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Если Вам удастся сфокусировать луч от светодиода, он будет опасен для глаз в той же степени, что и от лазера. Неужели Вы всерьез думаете, что "вредность" зависит от "происхождения" луча, а не от его геометрии (т.е. мощности на единицу поверхности)?

 

Чтобы исключить опасность луча лазера я питаю последний через резистор сопротивлением 100 Ом и, кроме того, подключил его к выводу Ардуино, поддерживающему ШИМ. При среднем освещении и небольших расстояниях (в пределах 2-5 м) достаточно комфортно, если установить ШИМ в 10 единиц. В общем, он в этом режиме работает примерно на 1/100 от своей паспортной мощности.

tran
Offline
Зарегистрирован: 20.10.2012

andriano пишет:

Если Вам удастся сфокусировать луч от светодиода, он будет опасен для глаз в той же степени, что и от лазера. Неужели Вы всерьез думаете, что "вредность" зависит от "происхождения" луча, а не от его геометрии (т.е. мощности на единицу поверхности)?

 

Чтобы исключить опасность луча лазера я питаю последний через резистор сопротивлением 100 Ом и, кроме того, подключил его к выводу Ардуино, поддерживающему ШИМ. При среднем освещении и небольших расстояниях (в пределах 2-5 м) достаточно комфортно, если установить ШИМ в 10 единиц. В общем, он в этом режиме работает примерно на 1/100 от своей паспортной мощности.

Конечно же я так не думаю) 

А вот идея с шим хорошая)

std
Offline
Зарегистрирован: 05.01.2012

Сфокусировать свет от диода можно двояковыпуклой линзой, для 5 мм светика диаметр линзы около 8 см, толщина 1 см. Её можно отлить из силикона или желатина, понадобится гипс, пластилин и подходящий мячик. Но ессно со временем такая линза будет желтеть. Лучше светодиод с короткой линзой. который 180 градусов.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Что-то похоже, я и не заметил, как геометрическая оптика ушла далеко вперед.

Объясните, пожалуйста, какое фоусное расстояние получается у линзы (которое, в моем представлении зависит не только от геометрии, но и от коэффициента преломления используемого материала), и на каком расстоянии от светодиода ее нужно ставить. Ну и заодно, какая разница, сколько мм "светик", если линза более чем на порядок превосходит его размер?

std
Offline
Зарегистрирован: 05.01.2012

У меня была почти такая линза из стекла, и при некотором расстоянии получалось примерно то что хочет ТС, пятно света больше чем диаметр светодиода раза в 3, но и не совсем печально. Я просто предлагаю разделаться с этой задачей дёшево, т. к. ради такого прицеплять объектив как-то слишком круто.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Самое дешевое (и компактное) - поставить лазер, уменьшив его мощность до требуемых пределов последовательно подключенным резистором. И, желательно предусмотреть еще регулировку для дополнительного снижения мощности. Это может быть переменный резистор или ШИМ.

В случае линзы - ее можно сдлелать из двух дешевых очковых стеклянных линз, залив между ними, например, воду. Потом, продаются лупы примерно подходящего размера - от 100 руб. Кстати, подойдет и линза Френеля. Можно придумать еще массу бюджетных решений. А вот как полировать желатиновую линзу, отлитую в шершавую гипсовую форму, я плохо представляю.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

А не поще взять светодиод с фокусирующей линзой? Есть же готовые. :)

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Они почти все выпускаются с флкусирующей линзой, но, очевидно, этого недостаточно.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Еще вариант - сформировать из узкого лазерного луча более широкий. Две одинаковые выпуклые линзы позволят получить луч любой ширины не более диаметра линзы. при ширине луча в 1-2см он будет вполне безопасен для  глаз. А при работе короткими импульсами (~1мкс) будет незаметен глазу, но аппаратно легко обнаружаемым.