Онлайн-журнал об энергетике «Энергия+» рассказывает о лазерах, которые стали неотъемлемой частью современной жизни, включая энергетику и развлечения.
В мае 1960 года Теодор Мейман впервые активировал лазер. Спустя 65 лет эти устройства применяются повсеместно: в геологии для анализа грунта, в химии для изучения проб, в строительстве для контроля проектов. Возможно, вы сейчас используете лазерную мышь для чтения этого текста.
Три базовых цвета в лазерной гамме
Первый лазер имел красное свечение, тогда как теперь на мероприятии «ЗСД Фонтанка Фест» перед нами предстает впечатляющее лазерное представление от «Энергия+». Чем же обусловлен цвет лазерного излучения?
Принцип работы лазера заключается в следующем: энергия воздействует на атомы активного материала, вызывая их возбуждение, а возвращение атома в исходное состояние сопровождается высвобождением света — согласованного потока фотонов с определенной длиной волны. Если длина волны попадает в область видимого спектра, лазер приобретает определенный цвет.
Оттенок лазерного луча определяется типом используемого активного вещества (это может быть газ, кристалл, жидкая среда либо полупроводник), которое производит световые импульсы при стимуляции внешним источником энергии. Как подчеркивает Юлия Карлагина, младший научный сотрудник Института лазерных технологий Университета ИТМО, «каждый материал обладает уникальной структурой, предопределяющей доступные длины волн».
Так, гелий-неоновый лазер формирует красный луч с длиной волны 633 нм, а на основе нитрида галлия получают синие лазеры с диапазоном длин волн от 360 до 480 нм. Существуют также невидимые человеческому глазу лазеры, применяемые в медицине, производстве и телекоммуникациях.
Комбинируя три основных цвета — красный, зеленый и синий (RGB-модель), возможно создать огромное разнообразие оттенков. Эта особенность обусловлена наличием в сетчатке глаза специальных клеток-колбочек, чувствительных именно к таким цветовым компонентам. Именно этот принцип лежит в основе функционирования светодиодных экранов и лазерных проекторов.
Тем не менее, Юлия Карлагина обращает внимание на важное отличие: «При смешивании лучей различных цветов, в отличие от красок, физически мы наблюдаем наложение отдельных потоков, хотя зрительно воспринимаем итоговый оттенок как единый цвет, однако детальное исследование выявит раздельные спектральные линии».
Система CMYK (голубой, пурпурный, желтый, черный), широко распространенная в полиграфической индустрии, основана на отраженном свете, а не на собственном свечении,
Создание лазерных представлений
Мощные лазеры в энергетике, исследованиях и хирургии фокусируют энергию для точной резки. В нефтегазе цвет луча — следствие выбора характеристик. «Цвет влияет на взаимодействие с материалами, глубину проникновения и совместимость с системами», — говорит Борис Белозеров, эксперт по развитию и геологоразведке «Газпром нефти».
Для резки применяют инфракрасные CO₂-лазеры (10,6 мкм), для спектроскопии — волны под поглощение веществ, для сканирования — 1064 или 1550 нм.
В шоу используют низкомощные расфокусированные лазеры — полупроводниковые или твердотельные, безопасные и компактные, как в мышках. Раньше были газовые, но они устарели из-за сложности.
Шоу создают проекторами, контроллерами и ПО. На «ЗСД Фонтанка Фест» задействовали шесть роботизированных проекторов. «Мы комбинировали лазеры разных волн для палитры и динамики, соблюдая стандарты безопасности», — сообщает Леонид Яковлев, технический продюсер шоу «Энергии+».
Дымогенераторы усиливают эффект: на фестивале дым помог разглядеть композиции в светлое время.
