Strona głównaPytania → Plamkowanie lasera

Plamkowanie lasera

Pytanie

Pyta Jakub

Gdy bawiłem się wskaźnikiem laserowym zauważyłem, że światło z wiązki rozpraszającej się na płaskiej powierzchni nie jest równomierne, lecz „ziarniste”. Chciałbym poznać przyczynę tego zjawiska. Jeśli to ma znaczenie laser ma 532nm (zielony).

Odpowiedź

Odpowiada Piotr Wasylczyk

Gratuluję spostrzegawczości! Właśnie odkrył Pan w swoich eksperymentach bardzo ciekawe zjawisko znane optykom jako „speckles”, po polsku nazywane „plamkowaniem”.

Warto na początek uświadomić sobie, że światło laserowa ma kilka własności, których nie ma światło z żarówki, Słońca czy diody LED. Te właściwości to, na przykład, wysokie moce i natężenia, kształt wiązki laserowej (świecenie w wyróżnionym kierunku), możliwość generowania światła o bardzo dobrze określonej barwie (monochromatycznego). Jedną z ważnych własności światła laserowego, nie tak łatwą do zaobserwowania, jest też spójność (ang. coherence). Można powiedzieć, że światło o dużej spójności to takie, przy pomocy którego łatwo zaobserwować efekty interferencyjne. Rzeczywiście, przy pomocy najtańszego lasera pokazanie eksperymentów z interferencją światła, na przykład eksperymentu Younga z dwoma szczelinami, jest bardzo proste w porównaniu z przefiltrowanym światłem z żarówki czy słonecznym.

Plamki, które widzimy oświetlając chropowatą, rozpraszającą powierzchnię, np. papier, wiązką lasera, pochodzą właśnie od interferencji światła rozproszonego w różnych miejscach na kartce – w niektórych miejscach/kierunkach interferencja jest konstruktywna (tam widzimy jasną plamkę), w innych destruktywna (ciemne miejsca).

Choć na pierwszy rzut oka obraz plamek wygląda na zupełnie chaotyczny, można go wykorzystać, np. do pomiarów małych przemieszczeń bądź odkształceń. Z drugiej strony, w niektórych zastosowaniach laserów, jak wyświetlanie obrazów, są one niepożądane.

Efekt ten można zaobserwować praktycznie dla każdego lasera, z wyjątkiem specjalnych konstrukcji, gdzie spójność światła jest ograniczona, np. w laserach impulsowych o bardzo szerokim widmie.

Uwaga: Absolutnie nie należy wykonywać żadnych eksperymentów, w których światło z lasera (np. wskaźnika laserowego) dociera bezpośrednio do oka. Grozi to nieodwracalnym uszkodzeniem siatkówki i częściową bądź całkowitą utratą widzenia. W przypadku laserów większej mocy nawet światło rozproszone może być niebezpieczne.