aumentar el rayo láser sin aumentar la potencia (y posiblemente violar la ley)

Compré algunos diodos láser en eBay recientemente que se anunciaron como 5mw que se parecen a la imagen que se muestra:

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Para cumplir con la ley, lo conecté a una batería de 9V con una resistencia de 22K.

Hice un detector simple de la siguiente manera con un amplificador operacional LM324

Conecté la entrada inversora a la salida a través de una resistencia de 4,7 M. La salida está conectada al cátodo del LED a través de una resistencia de 1K. La entrada no inversora es levantada por una resistencia de 1 M y bajada por el detector de fotodiodo de lente transparente de 3 mm conectado al revés.

El detector funciona bien si el rayo láser incide directamente sobre él (que es lo que quiero), pero me doy cuenta de que con un vataje tan bajo, tengo que ser súper preciso al dirigir el rayo directamente hacia el detector para que responda. . Si me equivoco incluso 1 mm, el detector no responderá.

He leído sobre un tipo especial de vidrio (¿o algo así?) Que se supone que dispersa la luz del rayo láser cuando se golpea. pero no estoy 100% seguro de cómo se llama o si existe comúnmente. ¿Alguien puede arrojar algo de luz sobre esto? Básicamente, quiero que mi detector responda si está en una caja transparente y cualquier parte de la caja transparente a la que se enfrenta el lado del componente del circuito es golpeada por un rayo láser.

¿Alguien puede sugerir qué debo hacer? y aumentar la potencia no es una opción ya que las leyes prohíben los láseres de más de 5 mw.

Puedes intentar quitar la superficie lisa del "vidrio" de la caja con papel de lija fino u otro compuesto para frotar. Lo que sucederá es que el vidrio se iluminará. Con suerte, si su detector está sesgado correctamente, será suficiente para que lo detecte. Sin embargo, querrá bloquear y OTRAS fuentes de luz.
¡Va a tener que poner mucho más de 0,4 mA de corriente a través del láser para llegar a una salida cercana a los 5 mW! Probablemente ni siquiera supere el umbral de corriente para ese diodo. Espero que necesite estar en algún lugar por encima de 10 mA para obtener la salida nominal.
Estás muy equivocado en varias cosas. Pero también podría responder a su pregunta sobre la dispersión. Puedes usar papel encerado como difusor. Tiene las enormes ventajas de ser barato y disponible. Sin embargo, es posible que haya estado pensando en un difusor holográfico. Esos son más caros y menos disponibles. Pero más eficientes en su trabajo. He esmerilado vidrio con HF (ácido fluorhídrico) para un difusor, en el pasado. También puede utilizar lo que equivale a una esfera integradora con dos aberturas. Sin embargo, no creo que estés mirando en la dirección correcta. Pero en caso de que lo sea, esos no son medios infrecuentes.
Ouroborus, mi pregunta no está duplicada porque estoy tratando de hacer funcionar un láser dentro de los límites de la ley, mientras que esa pregunta es estrictamente sobre cómo hacer funcionar el láser a la corriente máxima. Y podría probar con papel encerado. Y Dave, ¿eso significa que solo debo limitar el voltaje del láser a 5 V ya que dices que necesito 10 mA de corriente?
No tengo idea, ya que no ha proporcionado ninguna información sobre el láser específico que está utilizando.
El vendedor de ebay (de china) tampoco. Todo lo que sé es que es un "módulo" de láser rojo y funciona como un LED excepto que es un láser.
"Para cumplir con la ley, lo conecté a una batería de 9 V con una resistencia de 22 K". Por favor, amplíe esto. ¿Qué ley, exactamente? ¿Y por qué crees que 9V y 22k son apropiados?
Lo que necesita es limitar la corriente al láser. O tal vez no. Hay módulos láser que incluyen limitación de corriente y hay algunos (muchos) que no. La hoja de datos del módulo láser le diría, pero no tiene uno. A veces está implícito en el otro texto donde lo compraste. Si dice "voltaje operativo de 3 a 12 V" o algo similar, existe la posibilidad de que contenga un circuito limitador de corriente. También existe la posibilidad de que el vendedor que no habla inglés haya copiado y pegado el texto desde otro lugar.
El brillo del LED es una función de la corriente en lugar del voltaje. Su láser es un LED que también es un láser. Para controlar el brillo, controlas la corriente en lugar del voltaje.
En mis días de universidad, a un estudiante se le ocurrió una solución al problema de puntería que parecía funcionar bien. Pegó su sensor a una pelota de ping-pong y perforó un agujero en la pelota en el lado opuesto. Cuando el rayo láser se apuntó al agujero, toda la bola brilló.
Los 5 mW solo se aplican a los punteros láser. Es perfectamente legal poseer un láser de cualquier potencia. También es legal producir y vender láseres de más de 5 mW siempre que estén debidamente etiquetados y certificados y no se comercialicen como punteros. He usado este tipo de módulo en varios proyectos, y si se trata de un proyecto académico o personal, puede darle a ese láser toda la potencia que necesite. Se quemará mucho antes de que llegue a niveles peligrosos (que no sean cegadores).

Respuestas (2)

En primer lugar, la normativa pertinente exige que los láseres emitan menos de 5 mW de radiación. Esto no es lo mismo que tener 5mW de potencia eléctrica:

21 CFR 1040.11(b) y 1040.11(c), limita los productos láser de inspección, nivelación y alineación, y de demostración a la Clase IIIa. Esto significa que los punteros están limitados a una potencia de salida de 5 milivatios en el rango de longitud de onda visible de 400 a 710 nanómetros.

La eficiencia de LD es de alrededor del 30 % para los mejores láseres, el que ha comprado probablemente tenga alrededor del 10 %. Así que puedes multiplicar con seguridad la potencia que aplicas por al menos 3.

Comience midiendo la caída de voltaje V D en el LD con la resistencia que ya tiene, y también mida la corriente (caída de tensión en la resistencia multiplicada por su resistencia: I D = V R R = 9 − V D R ). Tu objetivo es tener PAG = V D ∗ I D = 0.005 ∗ 3 = 0.015 . Baje gradualmente la resistencia hasta que obtenga la potencia adecuada.

En segundo lugar, en lugar de aumentar el umbral para encender su detector, puede considerar bajar el umbral para que se apague. Cubra su detector con una pieza de vidrio/plástico transparente con un color similar al de su rayo láser. Debería dejar pasar la mayor parte de la luz láser, mientras rechaza una parte significativa de la luz ambiental.

Finalmente, si necesita una superficie de detección más grande, considere instalar una lente de ese tamaño y coloque el detector enfocado detrás de la lente. En ese caso, un rayo láser que incida en cualquier parte de la superficie de la lente a lo largo de su eje óptico terminará en el detector:

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Bien, ahora tengo curiosidad. ¿Cómo calculo cuántos mw de radiación estoy emitiendo entonces? Pensé que podía usar una fórmula simple de la ley de ohmios ((Battery_voltage - Battery-lazer_voltage_drop)/resistor) * Battery_voltage para calcular la potencia. ¿Debo estar perdiendo algo?
@Mike Mira mi edición. Es imposible calcular el valor correcto de R sin la hoja de datos de su LD, pero puede medir la potencia y encontrar el valor correcto mediante prueba y error.

Primero, haga funcionar el láser a su corriente nominal (consulte la hoja de datos).

Si desea que el detector detecte en un área más amplia, necesitará un difusor y luego una óptica para concentrar la luz del difusor en el sensor. Por ejemplo, un tubo con vidrio esmerilado en un extremo y una lente en el otro, enfocado en el detector.

Puede extender la longitud del tubo hacia el frente para hacer una sombrilla.

Entonces, lo más inteligente que puede hacer es hacer que su detector sea más sensible:

  • Filtre las longitudes de onda no deseadas.

Puede usar un detector de banda estrecha que sea sensible solo a la longitud de onda óptica del láser, o usar un filtro óptico (plástico de color simple o algo más de alta tecnología que bloqueará mejor las longitudes de onda no inclinadas).

  • Usar modulación

Al modular su láser (es decir, hacerlo parpadear a, digamos, 40kHz) y usar un detector con un filtro analógico de alta Q de banda estrecha sintonizado a esta frecuencia, se librará de la iluminación constante (luz solar) y otras fuentes de luz modulada. (luces LED o CFL parpadeantes, etc.).

Así funcionan los receptores IR para mandos a distancia.

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