一束5mW的激光在大气中能走多远?

时间:2022-05-13 13:28:57   作者:
我相信你知道不要用激光对着天空,因为这会带来航空安全隐患。但这不是问题的实质。信息如下图所示:在500nm(绿色)时,太阳的辐照度为——2W/m^2/nm;在地球上,它的辐照度约为1.25W/m^2 nm。这给出了一个0.675的比率。因此,一个5mW的激光在大气层顶部将被降低到3.375mW的功率。在大气层之外,它不会进一步衰减,但光束会继续扩散。下面有更多相关内容。

一束5mW的激光在大气中能走多远

激光笔发出的光不是完全准直的。相反,当它从它最窄的点(腰部)移动时,它发散开来,扩散成一个越来越大的点。最终,它会发散得太厉害,以至于无法与背景区分开。定义背景的一种方法是:白天太阳的相同波长的光谱辐照度(1.35 W/m^2)和夜晚满月的光谱辐照度(据此得出2.5 microW/m^2)。这就给我们带来了第二个问题:距离光源有多远,直到激光束扩散到难以察觉的程度?

为了回答这个问题,我们需要一个散度和初始波束点的数字。这个5兆瓦的绿色激光器的束腰直径为1.5毫米,发散度为1.2 mrad(或0.07度)。为了使太阳的输出达到W/m^2,激光笔的光需要分散成6.8厘米直径的光斑,在给定光束散度的情况下,光斑的大小将达到腰部——28米。腰部可以在激光输出的前方一米或几米。因此,在光天化日之下,激光束在相对较短的距离内变得难以察觉。

现在是夜间案例。要达到月球的辐射强度,激光束的直径需要达到50米(对于正在阅读这篇文章的美国人来说,这大约是半个足球场的长度)!它需要行驶近42公里才能实现这一目标。商用飞机的飞行高度约为11公里(约38000英尺),这就是为什么在夜间向天空发射激光是一种航空安全隐患。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。