لیزر پوینتر یا قلم لیزری یک دستگاه دستی (معمولاً با باتری) است که از یک دیود لیزری برای انتشار یک پرتو لیزر مرئی با توان کم (یعنی نور منسجم) استفاده می کند تا با یک نقطه کوچک رنگی روشن، چیزی مورد علاقه را برجسته کند.

عرض کم پرتو و قدرت کم لیزر پوینتر های معمولی، خود پرتو را در یک جو تمیز نامرئی می‌کند و تنها زمانی که به یک سطح مات برخورد می‌کند، نقطه‌ای از نور را نشان می‌دهد. لیزر پوینترها می توانند یک پرتو مرئی را از طریق پراکندگی ذرات غبار یا قطرات آب در طول مسیر پرتو پخش کنند. لیزرهای سبز یا آبی با توان و فرکانس بالاتر ممکن است به دلیل پراکندگی رایلی از مولکول‌های هوا، پرتوی قابل مشاهده حتی در هوای تمیز ایجاد کنند، به‌ویژه زمانی که در شرایط با نور متوسط ​​تا کم مشاهده می‌شوند. شدت چنین پراکندگی زمانی افزایش می یابد که این پرتوها از زوایای نزدیک به محور پرتو مشاهده شوند. چنین پوینترهایی، به ویژه در محدوده خروجی نور سبز، به عنوان لیزر پوینترهای نجومی برای اهداف آموزشی استفاده می شوند.

لیزر پوینترها یک ابزار علامت دهی قوی، حتی در نور روز، هستند. با استفاده از یک لیزر ارزان، کوچک و سبک می توان علامت روشنی را برای وسایل نقلیه جستجو و نجات ارسال کزد. این لیزر ها را می توان به طور معمول در یک کیف اضطراری حمل کرد..

نگرانی های ایمنی قابل توجهی در مورد استفاده از لیزر پوینترها وجود دارد. اکثر حوزه های قضایی محدودیت هایی برای لیزرهای بالای 5 میلی وات دارند. اگر لیزر پوینتر به سمت چشم‌های فرد نشانه‌گیری شوند، می‌توانند باعث اختلالات بینایی موقت یا حتی آسیب شدید به بینایی شوند. گزارش‌های پزشکی وجود دارد که آسیب دائمی به ماکولا و متعاقب آن از دست دادن دائمی بینایی را پس از تابش نور لیزر از یک لیزر پوینتر به چشمان انسان نشان می‌دهد. هنگامی که لیزر پوینتر ها در شب به سمت هواپیما نشانه می روند، ممکن است خلبانان را خیره کرده و حواس آنها را پرت کنند، و قوانین سختگیرانه فزاینده ای برای ممنوعیت این امر تصویب شده است.

رنگ ها و طول موج ها

لیزر پوینتر های اولیه، لیزرهای گاز هلیوم-نئون (HeNe) بودند و تشعشعات لیزری در 633 نانومتر (nm) تولید می‌کردند، که معمولاً برای تولید پرتو لیزر با توان خروجی زیر 1 میلی‌وات (mW) طراحی می‌شدند. ارزان‌ترین لیزر پوینتر ها از یک دیود لیزر قرمز تیره نزدیک به طول موج 650 نانومتر استفاده می‌کنند. دیودهای کمی گرانتر از دیود 635 نانومتری قرمز-نارنجی استفاده می کنند که به دلیل حساسیت بیشتر چشم انسان در 635 نانومتر به راحتی قابل مشاهده است. رنگ های دیگر نیز امکان پذیر است که لیزر سبز 532 نانومتری رایج ترین جایگزین است. لیزر پوینتر ها زرد-نارنجی، در 593.5 نانومتر، بعداً در دسترس قرار گرفتند. در سپتامبر 2005 لیزر پوینتر های آبی دستی در 473 نانومتر در دسترس قرار گرفتند. در اوایل سال 2010 لیزر پوینتر ها "Blu-ray" (در واقع بنفش) در 405 نانومتر به فروش رفت.

روشنایی ظاهری یک نقطه از پرتو لیزر به قدرت نوری لیزر، بازتاب سطح و پاسخ رنگی چشم انسان بستگی دارد. برای همان قدرت نوری، نور لیزر سبز روشن تر از رنگ های دیگر به نظر می رسد، زیرا چشم انسان در سطوح نور کم در ناحیه سبز طیف (طول موج 520-570 نانومتر) حساس تر است. حساسیت برای طول موج های بلندتر (قرمزتر) و کوتاهتر (آبی تر) کاهش می یابد. علاوه بر این، روشنایی پرتو را می توان تحت تأثیر پراکندگی رایلی قرار داد، زیرا طول موج های کوتاه تر مانند نور آبی و بنفش با سهولت بیشتری در جو پراکنده می شوند و این پرتو در هوا قابل مشاهده تر است.

قرمز

اینها ساده ترین پوینترها هستند، زیرا دیودهای لیزر در این طول موج ها 638 nmو 650 nmو 670 nm موجود هستند. رایج ترین پوینتر و کم مصرف ترین است.

اولین لیزر پوینتر های قرمز که در اوایل دهه 1980 منتشر شد، دستگاه‌های بزرگ و غیرقابل انعطافی بودند که به قیمت صدها دلار فروخته می‌شدند. امروزه آنها بسیار کوچکتر و ارزان تر هستند. رایج ترین طول موج ها در حدود 638 و 650 نانومتر هستند.

سبز

پوینترهای لیزر سبز در حدود سال 2000 در بازار ظاهر شدند و رایج ترین نوع لیزرهای DPSS هستند (همچنین به نام DPSSFD با فرکانس حالت جامد پمپ شده دیودی نیز شناخته می شوند). آنها پیچیده تر از پوینترهای لیزر قرمز استاندارد هستند، زیرا دیودهای لیزر در این محدوده طول موج معمولاً در دسترس نیستند. نور سبز از طریق یک فرآیند چند مرحله‌ای تولید می‌شود، که معمولاً با یک دیود لیزری پرقدرت (معمولاً 100 تا 300 میلی وات) آلومینیوم گالیوم آرسنید (AlGaAs) با توان بالا (معمولاً 100 تا 300 میلی‌وات) شروع می‌شود که در 808 نانومتر کار می‌کند. نور 808 نانومتری یک کریستال دوپ شده نئودیمیم، معمولاً اورتوانادات ایتریم دوپ شده با نئودیمیم (Nd:YVO4) یا گارنت آلومینیوم ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم (Nd:YAG)، یا کمتر معمول، ایتریم دوپ شده با نئودیمیم را پمپ می‌کند، که لیتیم لیتیم را به عمق می‌رساند. مادون قرمز در 1064 نانومتر این عمل لیزر به دلیل انتقال الکترونیکی در یون فلورسنت نئودیمیم، Nd(III) است که در همه این بلورها وجود دارد.

برخی از لیزرهای سبز در حالت پالس یا موج شبه پیوسته (QCW) عمل می کنند تا مشکلات خنک کننده را کاهش دهند و عمر باتری را طولانی تر کنند.

در سال 2012، Nichia و OSRAM دیودهای لیزر سبز پرقدرت تجاری (515/520 نانومتر) را توسعه و تولید کردند که می‌تواند لیزر سبز را مستقیماً منتشر کند.

از آنجایی که حتی یک لیزر سبز کم مصرف در شب از طریق پراکندگی ریلی از مولکول های هوا قابل مشاهده است، این نوع پوینتر توسط ستاره شناسان برای نشان دادن آسان ستارگان و صورت های فلکی استفاده می شود. لیزر پوینتر ها سبز می توانند با قدرت های خروجی متفاوتی عرضه شوند. لیزر پوینتر ها سبز رنگ 5 میلی واتی (کلاس II و IIIa) ایمن ترین برای استفاده هستند، و معمولاً برای اهداف اشاره کردن به لیزر های قوی تر نیازی نیست، زیرا پرتو هنوز در شرایط نور تاریک قابل مشاهده است.

آبی
مقاله اصلی: لیزر آبی

پوینترهای لیزر آبی در طول موج های خاص مانند 473 نانومتر معمولاً ساختار اولیه مشابه لیزرهای سبز DPSS دارند. در سال 2006 بسیاری از کارخانه‌ها تولید ماژول‌های لیزر آبی را برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی انبوه آغاز کردند و این ماژول‌ها در لیزر پوینتر ها نیز مورد استفاده قرار گرفتند. این دستگاه‌های دوبرابر فرکانس از نوع DPSS بودند. آنها معمولاً پرتویی در 473 نانومتر ساطع می کنند که با دو برابر شدن فرکانس تابش لیزر 946 نانومتری از یک کریستال Nd:YAG یا Nd:YVO4 پمپ شده با دیود تولید می شود (کریستال های دوپ شده Nd معمولاً طول موج اصلی 1064 نانومتر را تولید می کنند، اما می تواند با مایل دیگر منعکس شود. طول موج های نئودیمیم غیراصلی "هارمونیک بالاتر"). برای توان خروجی بالا، کریستال های BBO به عنوان دو برابر کننده فرکانس استفاده می شوند. برای توان های پایین تر از KTP استفاده می شود. شرکت ژاپنی Nichia در سال 2006 80 درصد از بازار دیود لیزر آبی را در اختیار داشت.

برخی از فروشندگان در حال حاضر لیزر پوینتر های آبی رنگی با توان اندازه گیری شده بیش از 1500 میلی وات را می فروشند. با این حال، از آنجایی که قدرت ادعایی محصولات لیزر پوینتر همچنان شامل توان مادون قرمز (فقط در فناوری DPSS) است که هنوز در پرتو وجود دارد (به دلایلی که در زیر توضیح داده می‌شود)، مقایسه‌ها بر اساس اجزای کاملاً آبی آبی لیزرهای نوع DPSS همچنان مشکل‌ساز است و اطلاعات اغلب در دسترس نیست. به دلیل استفاده از هارمونیک نئودیمیم بالاتر، و راندمان کمتر تبدیل فرکانس دوبرابر، کسری از توان مادون قرمز تبدیل شده به نور لیزر آبی 473 نانومتری در ماژول‌های DPSS با پیکربندی بهینه، معمولاً 10 تا 13 درصد است، تقریباً نیمی از معمول لیزرهای سبز (20 تا 30 درصد).

لیزرهایی که یک پرتو نور بنفش در 405 نانومتر ساطع می کنند ممکن است با نیمه هادی های GaN (نیترید گالیوم) ساخته شوند. این نزدیک به اشعه ماوراء بنفش است، در مرز بینایی انسان بسیار زیاد است، و به دلیل استفاده گسترده از روشن کننده های نوری در تولید محصولاتی که در نظر گرفته شده اند تا ترکیبات شیمیایی درخشان به رنگ بنفش به نظر برسند، می تواند باعث فلورسانس آبی روشن و در نتیجه یک لکه آبی به جای بنفش در بسیاری از سطوح سفید، از جمله لباس های سفید، کاغذ سفید، و صفحه نمایش های برجسته شود. ناحیه (و فرابنفش) طیف الکترومغناطیسی و بازتابش نور در ناحیه آبی با فلورسانس. در مواد غیر فلورسنت معمولی و همچنین روی مه یا گرد و غبار، رنگ به صورت سایه ای از بنفش عمیق ظاهر می شود که نمی تواند روی مانیتورها و چاپ بازتولید شود. لیزر GaN 405 نانومتر را مستقیماً بدون دوبرابر فرکانس ساطع می کند و امکان انتشار تصادفی خطرناک مادون قرمز را از بین می برد. این دیودهای لیزری برای خواندن و نوشتن داده ها در درایوهای Blu-ray به صورت انبوه تولید می شوند (اگرچه نور ساطع شده از دیودها آبی نیست، اما به طور مشخص بنفش است). در اواسط تا اواخر سال 2011، ماژول‌های دیود لیزر آبی-بنفش 405 نانومتری با قدرت نوری 250 میلی وات، بر اساس دیودهای لیزر بنفش GaN ساخته شده برای دیسک‌خوان‌های بلو-ری، از منابع چینی با قیمت‌هایی در حدود 60 دلار آمریکا به بازار رسیده بودند.

کاربردها:

نشانه روی
یک لیزر پوینتر سبز 5 میلی واتی که در شب به سمت نخل نشانه می رود.

لیزر پوینترها اغلب در ارائه های آموزشی و تجاری و نمایش های بصری به عنوان یک وسیله پوینتر چشم نواز استفاده می شوند. پوینترهای لیزری راهنمایی کلامی که در حین جراحی به دانش آموزان داده می شود را افزایش می دهد. مکانیسم پیشنهادی برای توضیح این است که این فناوری امکان هدایت دقیق‌تر مکان و شناسایی ساختارهای آناتومیک را فراهم می‌کند.

لیزر پوینترهای قرمز را می توان تقریباً در هر موقعیت داخلی یا در شرایط کم نور استفاده کرد که نشان دادن جزئیات با دست ممکن است ناخوشایند باشد، مانند کارهای ساختمانی یا تزئینات داخلی. پوینترهای لیزر سبز را می توان برای اهداف مشابه و همچنین در فضای باز در نور روز یا برای مسافت های طولانی تر استفاده کرد.

لیزر پوینتر ها در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شوند. لیزر پوینتر ها سبز را می توان برای نجوم آماتور نیز استفاده کرد. لیزرهای سبز در شب به دلیل پراکندگی ریلی و گرد و غبار موجود در هوا قابل مشاهده هستند، و به کسی اجازه می‌دهند تا ستاره‌های مجزا را به اطرافیان خود نشان دهد. همچنین، این لیزر پوینتر ها سبز معمولاً توسط ستاره شناسان در سراسر جهان در مهمانی های ستاره یا برای برگزاری سخنرانی در نجوم استفاده می شود. لیزر پوینتر ها نجوم نیز معمولاً بر روی تلسکوپ ها نصب می شوند تا تلسکوپ را با یک ستاره یا مکان خاص تراز کنند. تراز لیزری بسیار ساده تر از تراز کردن با استفاده از چشمی است.

استفاده صنعتی و تحقیقاتی
از لیزر پوینتر ها در صنعت استفاده می شود. به عنوان مثال، شرکت های ساختمانی ممکن است از لیزر پوینتر ها با کیفیت بالا برای افزایش دقت در نشان دادن فواصل خاص، در حین کار بر روی پروژه های بزرگ استفاده کنند. لیزر پوینترها ثابت کرده اند که در این نوع تجارت به دلیل دقتشان مفید هستند که باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان شده است.اساساً یک لیزر پوینتر ممکن است در یک دماسنج مادون قرمز تعبیه شود تا یک دماسنج لیزری باشد.

لیزرها همچنین ممکن است در تحقیقات علمی در زمینه هایی مانند فوتونیک، شیمی، فیزیک و پزشکی مفید باشند.

از لیزر پوینترها در رباتیک استفاده می‌شود، به‌عنوان مثال، برای هدایت لیزری برای هدایت ربات به موقعیت هدف با استفاده از پرتو لیزر، یعنی به‌جای ارتباط عددی، موقعیت‌های هدف را به صورت نوری به ربات نشان می‌دهند. این رابط بصری هدایت ربات را ساده می کند در حالی که بازخورد بصری دقت موقعیت یابی را بهبود می بخشد و امکان محلی سازی ضمنی را فراهم می کند.

اوقات فراغت و سرگرمی

سرگرمی یکی از کاربردهای دیگری است که برای لیزر پیدا شده است. باشگاه‌ها، مهمانی‌ها و کنسرت‌های فضای باز ممکن است از لیزرهای پرقدرت، با رعایت نکات ایمنی، به عنوان یک نمایش استفاده کنند. نمایش‌های لیزری اغلب با استفاده از لنزها، آینه‌ها و مه بسیار عجیب هستند.

لیزر پوینترها یک اسباب بازی محبوب برای حیوانات خانگی (مانند گربه، موش خرما و سگ) است که غرایز طبیعی شکارگری آنها توسط نور لیزر متحرک تحریک می‌شود و آن نور را تعقیب می‌کنند و/یا تلاش ناموفق برای گرفتن آن تا حدی امکان دارد، [17] همچنین سرگرمی برای صاحب حیوان خانگی فراهم می‌کند.

با این حال، لیزر پوینترها کاربردهای کمی فراتر از اشاره و نشانه روی در صنعت سرگرمی دارند، بسیاری از مکان‌ها به کسانی که پوینتر در اختیار دارند به عنوان یک خطر بالقوه اجازه ورود نمی دهند. گاهی اوقات دستکش های لیزری، که گاهی اوقات با لیزر پوینتر اشتباه گرفته می شوند، دیده می شود که توسط رقصندگان حرفه ای روی صحنه در نمایش ها استفاده می شود. بر خلاف لیزر پوینترها، اینها معمولاً پرتوهای ضعیف بسیار واگرا تولید می کنند تا ایمنی چشم را تضمین کنند. لیزر پوینترها به عنوان ابزاری برای جادوگران در طول نمایش های جادویی استفاده شده است.

به عنوان نمونه ای از خطرات احتمالی لیزر پوینترها وارد شده توسط مخاطبان، در جشنواره Tomorrow Land در بلژیک در سال 2009، لیزر پوینترهای وارد شده توسط مخاطبان 200 میلی واتی یا بیشتر بر اساس گزارش های مربوطه منجر به آسیب چشمی به چشم چند نفر از مخاطبان شد. این گزارش می‌گوید که این حادثه توسط چندین مقام مستقل از جمله پلیس بلژیک مورد بررسی قرار گرفت و این مقامات به این نتیجه رسیدند که لیزر پوینترهایی که توسط حضار آورده شده بود، علت جراحات بوده است.

از لیزر پوینتر ها می توان در پیاده روی یا فعالیت های خارج از منزل استفاده کرد. می توان از آن به عنوان علامت نجات در مواقع اضطراری استفاده کرد که برای هواپیما و سایر طرف ها، هم در شرایط روز و هم در شب، در فواصل بسیار زیاد قابل مشاهده است. به عنوان مثال، در طول شب در اوت 2010، دو مرد و یک پسر پس از اینکه قلم لیزر قرمز آنها توسط تیم‌های نجات مشاهده شد، از زمین باتلاقی نجات یافتند.

سیستم‌های تسلیحاتی

لیزر پوینترهای بسیار دقیق به‌عنوان گلوله‌های لیزری برای هدف‌گیری سلاح گرم استفاده می‌شوند.

خطرات بالقوه:

استفاده مخرب

لیزر پوینتر ها با برد بسیار طولانی خود، اغلب به صورت بدخواهانه به سمت افراد تابیده می شوند تا حواس آنها را پرت کنند یا اذیت کنند یا برای سرگرمی. این امر به ویژه در مورد خلبانان هواپیما که ممکن است در مواقع بحرانی خیره شوند یا حواسشان پرت شود خطرناک تلقی می شود.

آسیب چشم

خروجی لیزر پوینترهای در دسترس عموم محدود است (و بسته به کشور متفاوت است) تا از آسیب تصادفی به شبکیه چشم انسان جلوگیری شود. آژانس حفاظت از سلامت بریتانیا توصیه کرد که "لیزر پوینترهایی که عموماً در دسترس عموم هستند باید به کمتر از 1 میلی‌وات محدود شوند، زیرا هیچ آسیبی [مانند موردی که در زیر گزارش شده است که باعث آسیب شبکیه شده است] با این قدرت گزارش نشده است".در ایالات متحده، مقامات نظارتی اجازه لیزر تا 5 میلی وات را می دهند.

مطالعات نشان داده‌اند که حتی پرتوهای لیزر کم‌توان که بیش از 5 میلی وات نباشد، اگر برای چند ثانیه به آن نگاه کنیم، می‌توانند باعث آسیب دائمی شبکیه شوند. با این حال، رفلکس پلک زدن چشم باید عمداً برطرف شدن این اتفاق می شود. بر اساس گزارش‌ها، چنین لیزر پوینترهایی باعث ایجاد پس‌تصاویر، کوری فلاش و تابش خیره‌کننده می‌شوند، اما آسیب دائمی ندارند، و به طور کلی در صورت استفاده به‌صورت درست، ایمن هستند.

لیزر پوینترهای موجود برای خرید آنلاین می‌توانند توان خروجی بسیار بالاتری نسبت به پوینترهای موجود در فروشگاه‌ها داشته باشند. این لیزرها که "لیزرهای سوزاننده" نامیده می شوند، برای سوزاندن از طریق پلاستیک های سبک و کاغذ طراحی شده اند و می توانند ظاهر بسیار مشابهی با همتایان کم مصرف خود داشته باشند. به دلیل قدرت بالای آنها، بسیاری از خرده فروشان آنلاین به کاربران لیزر پوینتر پرقدرت هشدار داده اند که آنها را به سمت انسان یا حیوانات نشانه نگیرند.

مطالعات در اوایل قرن بیست و یکم نشان داد که خطر برای چشم انسان در اثر قرار گرفتن تصادفی در معرض نور لیزر پوینتر با توان تا 5 میلی وات نسبتاً کوچک به نظر می رسد. با این حال،  خیره شدن عمدی به پرتو برای 10 ثانیه یا بیشتر، می تواند باعث آسیب شود.

مقررات و استفاده نادرست از لیزر پوینتر

کاربران لیزر پوینتر نباید پرتوهای لیزر را به سمت هواپیما، وسایل نقلیه در حال حرکت یا افراد غریبه نشانه بگیرند. از زمانی که لیزر پوینترها به آسانی در دسترس قرار گرفتند، مورد سوء استفاده قرار گرفتند که منجر به توسعه قوانین و مقرراتی شد که به طور خاص به استفاده از چنین لیزرهایی پرداخته است. برد بسیار بالای آنها یافتن منبع نقطه لیزری را دشوار می کند. در برخی شرایط باعث می‌شوند مردم بترسند که هدف سلاح‌ها قرار بگیرند، زیرا شبکه‌های لیزری نوع نقطه‌ای قابل تشخیص نیستند. نقطه بسیار روشن و کوچک این امکان را فراهم می کند که رانندگان و خلبانان هواپیما را خیره کرده و حواس آنها را پرت کند و در صورت هدف قرار گرفتن چشم می تواند برای دید آنها خطرناک باشد.