Как измерить мощность лазерного луча?

[Stog]

Вопрос кажется простым... А вот фигушки!
Когда-то я разыскивал самые яркие лазерные указки из тех, что продавались на каждом шагу. Приборчик такой специальный сделал. Он прост был, как "платье пионерки". Крошечная головка - микроамперметр с полным отклонением стрелки при токе в 10 микроампер. К нему подключен фотодиодик в непрозрачной трубочке. Этот фотодиод закрыт кружком темной пленки, через которую свет частично все-таки проходит. Отрегулировано все так, что обычная указка отклоняет стрелку на одно - два деления. А мне попадались такие, которые отклоняли стрелку на всю шкалу (10 делений). Такие указки казались весьма яркими. Все даже удивлялись...
Это было в прошлом. Конечно, такой приборчик мало о чем свидетельствовал. Разьве что только самую яркую и позволял выбрать. Из того, что было.
А вот теперь выбор куда больше.
Мне подарили очень хорошенькую такую штучку: лазерная указка в виде авторучки, изящная такая. Лазер зеленый (DPSS - технология). Образец опытный, поэтому ничего про него нет. Даже - кто изготовил - не написано. То есть, что за модуль там стоит и с какой защитой или без нее - ничего неизвестно. Питается от двух батареек ААА. Написано, что максимальная выходная мощность до 50 милливатт. Длина волны 532 nm. Вот и все!
Теперь, совершенно непонятно, а сколько же он на таких батарейках дает практически? Какую выходную мощность? Я подозреваю, что далеко не 50 милливатт, а гораздо меньше. Могу запитать внешним источником тока, но, каким - не знаю.
Рассуждаю так: допустим, там стоит защита по току (встроенный стабилизатор тока), плюс к тому, защита по яркости (встроенный фотодиод и к нему прибамбасы...). Тогда должно получаться вот что: я запитываю лазер от блока питания с регулировкой напряжения и на выходе ставлю какой-либо фотодиод, чтобы отслеживать именение мощности излучения. Если я буду добавлять напряжение, мощность излучения будет расти. Это будет происходить до определенного предела, пока через лазерный диод не пойдет тот максимальный ток, который допускает встроенный стабилизатор тока или встроенная защита по яркости. А вот дальше, при дальнейшем увеличении напряжения, потребляемый ток через модуль может продолжать расти, а вот на выходе уже изменяться ничего не будет. Вот и может быть найден тот самый предел, максимальный предел, выше которого уже не прыгнуть.
Но это все только теория. А вот я не знаю, а есть ли там защита вообще!
Сжечь лазер жалко! Он спичку зажигает! Зеленый, опять же...
Если говорить о том, как вообще мерить свет, то можно просто утонуть в теории! Например, осветив один и тот же фотодиод светом одинаковой мощности, но разного цвета, получим результаты в десятки раз отличающиеся друг от друга!
Например, мой самодельный приборчик зашкаливает от ИК-диода телевизорного пульта, от красного светодиода отклоняется деления на три, от зеленого еле дергается, а на синий не реагирует вообще! А мощность излучения я делал одну и ту же.
Тема эта вообще весьма сырая. У кого есть какой опыт, или мысли на этот счет - просьба поделиться.
Иными словами, хочется как-то определиться с той мощностью, которую мой лазер дает.

[ИРБИС]

Посмотрите стандарты по лазерной технике и безопасности при работе с лазерным излучением. Если имеете возможность - зайдите в ближайший центр стандартизации, метрологии и сертификации - вы найдёте всё необходимое: от нормативно-технической документации до специализированной измерительной лаборатории.

[Stog]

Если учесть, что лазер швейцарского производства, а пункт моего обитания суперместного типа, Ваше предложение кажется весьма затруднительно к исполнению. И все-таки, уже спасибо за столь скорый ответ!
Нет, ну правда, хотелось бы мыслей на сей счет. Таких вот ...кулибинских...

[ИРБИС]

лазер швейцарского производства

Какая разница? Без специальной аппаратуры и точного соблюдения методик, данных в стандартах вы можете намерять всё, что угодно.

А в попугаях-то я гораздо длинее...

[Stog]

Ну, правы Вы, конечно...
Намерить можно что угодно...
Но вот когда встаешь перед выбором: или сам, или никак вообще, то я стараюсь выбрать первое. Может быть это глупо, но ведь работает!
Маленький пример (прошу прощение за отход от темы): как-то надо было померить кислотность почвы. Там ведь тоже надо специальные вещества или приборы... А нету! А НАДО!!! А я подумал немного, и сделал! А как? Да очень просто. Заметил, что многие (практически все) естественные красители, как-то: свекольный сок, суданская роза, сок красной капусты... теряют окраску в щелочной среде. Так вот, нейтрализовал естественную кислоту содой до начала изменения окраски и получил прекрасный индикатор щелочно-кислотного баланса. До сих пор многие пользуются!
Наверное я пишу непонятные вещи, хотя быть понятым очень хочется.
Так вот, о чем этоя? Ах да, о лазерах.
Вот, например такой вариант: я имею какой-либо источник зеленого света с близкими параметрами моему лазерному излучению. Может быть даже простой светодиод (поясняю сразу, что особой точности мне ведь не нужно, надо просто определиться с той примерной мощностью, которую мой лазер испускает сейчас). Главное, чтобы я уже знал световую мощность этого источника. Далее, я создаю на экране пятнышко света от этого источника. Освещенность в этом пятнышке известна или легко рассчитывается. Далее, рядом с этим пятном я создаю пятно своим лазером, но, или пропуская через серые и нейтральные светофильтры с известной плотностью, или рассеивая лазерный свет и далее, пропуская через отверстие... Иными словами, уменьшаю яркость пятнышка так, чтобы оба пятна были одинаковые. Про первое знаю, и знаю во сколько раз уменьшил второе. Все. Вот тут я уже могу судить о том, что же мой лазер все-таки излучает...
Понимаете, это всего-лишь пример, как можно что-то узнать в обход, то есть, косвенным способом.
Ну нет у меня возможности сделать по-другому.
Вот я и надеюсь, что на форуме есть люди, способные думать широко. А узко - это многие умеют.

[ИРБИС]

Вот я и надеюсь, что на форуме есть люди, способные думать широко. А узко - это многие умеют.

Здесь речь идет о безопасности при работе с лазерным излучением. Поэтому кустарщина здесь неприемлема.

[Aheir]

Раз уж исходный лазер оформлен в виде авторучки на батарейках - о безопасности говорить уже поздно.

А если попробовать измерить мощность исходя из температуры, до которой этот лазер может нагреть некое тело с известными параметрами?

[ИРБИС]

А если попробовать измерить мощность исходя из температуры, до которой этот лазер может нагреть некое тело с известными параметрами?

И сколько оно нагреваться будет? А световое излучение не в счёт?

[Stog]

А что световое? Это что, что-то волшебное, что ли? Вообще-то лазерный свет монохроматичен (если не учитывать крошечных потерь на гармоники). То есть - это только световое излучение и есть! Но, какая разница? Весь (ну почти) свет все равно будет поглощен черным телом и приведет к нагреву (закон энтропии однако). Идея интересна. Кстати, этот метод в большинстве случаев и используется.
Я вот о чем подумал: все-таки проще такое измерять фоточувствительным элементом. Просто надо как-то сообразить, как на конкретный полупроводник действует именно зеленый свет.
Может быть имеет смысл использовать фотопленку (химический способ).
А так, ведь у многих есть такие интересные штуки, как моя, и многие хотели бы знать, а какова их мощность на самом деле.

[tych]

Надо понять что хочет спрашивающий - измерить мощность лазера или его светимость - т.е. какой ярче. Во втором случае присутствует субъективный фактор цвето-свесто чувствительности конкретного человека.

[ИРБИС]

Прежде всего, свет - это электромагнитные волны. Вот и советую подумать, что нужно измерять: мощность излучения лазера или яркость пятна? Вещи чуток различные.

[Сэр Мурр]

Ясен пень- нужно измерить мощность излучения лазера. Пусть не абсолютно, но хоть относительно. Тепловой способ мне кажется наиболее правильным. И не будем отвлекаться на посторонние темы, флудить, так сказать.. Про технику безопасности только сейчас вспомнили, а когда в других темах обсуждались всякие ужасные способы мести гнусным соседям, тогда молчали?
Очень строгий Сэр Мурр

[Stog]

О мощности можно судись по разным вещам, в том числе и по яркости пятна определенного размера -- все взаимосвязано. Я ищу способ, который работает именно в кустарных условиях.

[ИРБИС]

Я ищу способ, который работает именно в кустарных условиях.

Прочитай табличку — там указан класс лазера и его мощность. Точнее кустарным способом не измеришь.

[Aheir]

Относительно теплового метода: сопоставить "нагревательную способность" испытуемого лазера с таковой для сходного источника с известными параметрами.

[Stog]

Нет, нет, нет... Чего-то все не так. Я ведь не теоретически подхожу, мол, как это можно сделать в принципе. Я действительно хочу знать - что испускает мой лазер.
На счет табличек и прочего (ИРБИСУ). Ну третий класс - Б, ну мощность максимальная указана - 50 милливатт.
Многоуважаемый ИРБИС! Я ведь не пишу о чем-то непомерно сложном, да и пишу, вобщем-то просто... Ан нет, остаюсь непонимаемым. Так грустно что-то изделалось мне теперь, что хочется заплакать горючими котовскими слезами.
Максимальная мощность луча будет тогда, когда я подам максимально допустимый ток. А я его НЕ ЗНАЮ!!! С Красным лазером еще более или менее понятно - данные есть (хотя бы из DVD-ромов). Но мой лазер устроен сложнее. Там стоит ИК-лазерный диод неизвестной мне мощности. и он прокачивает свое ИК-излучение через слоеный пирог кристаллов. Неизвестная защита тоже -- неизвестна. Вот так вота!
Ведь я могу и 10 миллиампер подать, он тоже будет светиться, хоть и слабо. Ну и что? Да ничего! От свежих батареек типа ААА лазер потребляет более 2 ампер. Естественно, они тут же разряжаться начинают, снижается напряжение и падает мощность.
Я не знаю, как должен вести себя луч зеленого цвета мощностью 50 милливатт.
Теперь о нагреве. О методе нагрева.
Как это можно представить? Даже в идеальных лабораторных условиях я должен буду создать какую-то камеру, в которую запускается свет лазера. Допустим, он собирается на черную пластинку. она нагревается на десятые доли градуса. Величина этого нагрева зависит от целого ряда фактров, в стом числе и от размера, площади пластинки, от окружающей температуры, от того, насколько идеальна ее чернота, от того, вакуум в камере или воздушная конвекция... Ведь она принимает тепло и отдает его, а при балансе устанавливается некая температура...
Ох, мамочки, а ее еще как-то померить нужно и привести к какому-то значению...
Ну и как вы думаете, в кустарных условиях это возможно все проделать?
Помоему проще закрутить вертушку в вакууме, ведь свет создает давление! Хотя и это все из области фантастики.
Свет производит действие. Его энергия совершает работу. Происходит какое-то изменение чего-то. На счет фотопленки - это, как мне кажется, перспективно. На счет сравнения яркости с эталонным источником такого же света - тоже перспективно.
А может быть есть еще варианты?
С уважением ко всем.
Не судите строго, ведь котенок-то только родился!).

[ИРБИС]

Stog, а измерьте энергию или массу электрона в домашних условиях. Задачи-то одного плана. Сказано 50 мВт - точнее не намереете.

[Aheir]

Хорошо. А если зная КПД лазеров по данной технологии и измерив потребляемый ток от батарей прикинуть текущую мощность? И, соответственно, узнать, насколько можно увеличить ток?

[Stog]

Хорошо. А если зная КПД лазеров по данной технологии и измерив потребляемый ток от батарей прикинуть текущую мощность? И, соответственно, узнать, насколько можно увеличить ток?

Вот - вот - вот!!!
Очень благодарен за понимание. Да я и сам всегда так поступаю. Просто и КПД мне неизвестно.
Специально для премногоуважаемого ИРБИСа: я повторяюсь (ох, ну что же делать?!!)
Выходная мощность в 50 милливатт будет генерироваться ТОЛЬКО в том случае, если подать на лазер МАКСИМАЛЬНО допустимый ток. Тогда и все остальные характеристики (например, время наработки до отказа...) будут соблюдаться. Так, надеюсь, это понятно.
Но.
НО!!!
Когда я включаю лазер от двух слабеньких батареек, скорее всего ни о каком максимально допустимом токе речь не идет. Мало того, как я уже писал, батарейки сразу начинают разряжаться, ток падает, мощность падает...
Понимаете, ИРБИС, это не 50 милливатт. На "табличке" написана не та мощность, которая при свежих батарейках излучается, а та максимальная, которую лазерный модуль выдерживает при всех прочих заявленных параметрах.
А я могу запитать его от стабилизированного источника тока, и повышать мощность могу аж до того, что лазер сгорит нахрен!
Вся беда их в том, что они расчитаны на предельно допустимые параметры. Я их не знаю, но знать этот предел я хочу, чтобы получить почти максимуи, но не сжечь лазер, или немного уменьшив мощность, работать с полной уверенностью в завтрашнем дне моего зеленого луча.
Дорогой ИРБИС. Вы только ругаете меня за то, что я делаю не то и не так. Не надо этого делать. Вы лучше бы хоть один единственный совет дали как можно мне мою проблему решить.
Вот Aheir действительно пытается мне помочь, как может, за что выражаю ему мою крайнюю признательность!
Спасибо и остальным участникам разговора.

[ИРБИС]

Понимаете, ИРБИС

На табличке указывается максимальная мощность излучения, она же подтверждается классом лазера. В кустарных условиях необходимые измерения вы провести не сможете — это я сказал сразу. максимум, что вы сможете измерить — яркость или световой поток. Но мощность излучения вы всё равно не сможете определить.

Надоело уже из пустого в порожнее переливать. Если вам так хочется, измерьте на магистральной ЛЭП передаваемую энергию - это попроще будет.

А это, чтобы понимали, что такое III класс:

Немножко информации по безопасности:

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАЗЕРОВ

Категории безопасности (ANSI Z136.1-1986):

Класс I - не способен причинить биологические повреждения глазам или коже человека при соответствующем использовании, даже при воздействии прямого или отражённого излучения от него. Длина волны (400 - 1400) нм.
Класс II - неприятные ощущения и нормальная реакция на них (например закрыть глаза или отвернуться), вызываемые у человека лазерами этого класса, будут достаточными для того, чтобы защитить человека от биологических повреждений прямым или отражённым светом этого лазера. Для лазеров класса II, работающих в режиме непрерывного излучения (CW), значение энергии точечного источника излучения, используемое при расчётах облучения, составляет 2,5 мВт/см2. Длина волны (400 - 700) нм (видимый свет).
Класс III - могут представлять опасность при попадании в глаза прямого и отражённого от зеркала света, но диффузное (рассеянное) отражение, как правило, не представляет опасности. Обычно лазеры класса III не являются источниками пожароопасности.
Класс IV - опасен, может быть пожароопасным и представлять угрозу биологического повреждения для глаз и кожи при попадании прямого и зеркально отражённого луча, а также при попадании диффузного (рассеянного) отраженного луча.