Посоветуйте, пожалуйста, как получить белый луч лазера?

[PapaKarlo]

ewert в сообщении #362907 писал(а):

Нужно максимально ярко осветить объект, находящийся в пределах полуметра, минимально громоздкими осветителями.

Размеры объекта? Форма поверхности? Свойства поверхности? Углы наблюдения? Идет ли речь о наблюдении невооруженным взглядом или все это необходимо для каких-либо измерений?

Далее, насколько ярко? Вообще-то, точнее говорить об освещенности поверхности. Возможно, достаточно использовать белые сверхяркие LED и соответствующую оптику? Если нет, обратите внимание на волоконные лазеры. Посмотрите ссылки из этой статьи.

Renaldas в сообщении #362896 писал(а):

А нельзя ли как-н направить их параллельно друг другу, чтобы получился белый луч?

Что-то это напоминает гиперболоид инженера Гарина...

[Renaldas]

PapaKarlo в сообщении #363025 писал(а):

ewert в сообщении #362907 писал(а):

Нужно максимально ярко осветить объект, находящийся в пределах полуметра, минимально громоздкими осветителями.

Размеры объекта? Форма поверхности? Свойства поверхности? Углы наблюдения? Идет ли речь о наблюдении невооруженным взглядом или все это необходимо для каких-либо измерений?

Далее, насколько ярко? Вообще-то, точнее говорить об освещенности поверхности. Возможно, достаточно использовать белые сверхяркие LED и соответствующую оптику? Если нет, обратите внимание на волоконные лазеры. Посмотрите ссылки из этой статьи.

Renaldas в сообщении #362896 писал(а):

А нельзя ли как-н направить их параллельно друг другу, чтобы получился белый луч?

Что-то это напоминает гиперболоид инженера Гарина...

Объекты - это зубы во рту пациента, на которые я смотрю через микроскоп. Думаю, что освещение лазером в любом случае будет более ярким и менее громоздким, нежели сверхярким диодом.

То, что Вы дали мне по ссылке, это лазер, который может дать визуально белый свет?

-- Пн окт 18, 2010 01:28:03 --

ewert в сообщении #362907 писал(а):

Renaldas в сообщении #362896 писал(а):

А нельзя ли как-н направить их параллельно друг другу, чтобы получился белый луч?

Можно -- пропустите их через призму с высокой оптической дисперсией (этим ещё Ньютон баловался, хотя и в обратную сторону).

Можно поподробнее?

[Simonov]

Renaldas в сообщении #363130 писал(а):

Объекты - это зубы во рту пациента, на которые я смотрю через микроскоп. Думаю, что освещение лазером в любом случае будет более ярким и менее громоздким, нежели сверхярким диодом.

В данном случае вы ошибаетесь. Если брать в рассмотрение полупроводниковые лазеры, то по "светоотдачи" они сопоставимы со сверхъяркими светодиодами при этом белый светодиод будет гораздо менее громоздким нежели система из трёх полупроводниковых лазеров (к слову сказать зелёного полупроводникового лазера не существует). Да и освещение лазером даёт "кипящую поверхность", что утомительно и мало информативно для глаз.

P.S.
Кстати по стандартам лазерной безопасности вам в данном случае нельзя применять лазеры выше второго класса, а это всего 1 мВт (правда на мощность обычных источников освещения тоже есть ограничения по безопасности).

[kkdil]

PapaKarlo в сообщении #362766 писал(а):

; впрочем, это весьма абстрактное представление.

Вся физика абстрактна

PapaKarlo в сообщении #362766 писал(а):

Считается, что белый свет — это свет от дневного неба и солнца, имеющий цветовую температуру около 6500К.

В старые добрые времена продавали два типа цветных фотопленок - для дневного света и искусственного. Фактическое отличие - различная спектральная чувствительность. Т.е. для меня очевидно стремление скорректировать неоднородность освещения так, чтобы выйти на "прямую" в видимом диапазоне. Если рассматривать особенности человеческого зрения, то, естесственно, достаточно разложение на три цвета.

PapaKarlo в сообщении #362766 писал(а):

Ссылка на строгое определение "белого с точки зрения оптики спектра" была бы любопытна.

Могу сослаться только на строгих спектроскопистов

В традиционных видах анализа интерес представляют линейчатые, квазилинейчатые и похожие на линейчатые спектры. В этих случаях всякий диффузный фон неинформативен и может считаться "белым светом", только искаженным нелинейностью регистратора.

А еще проще к "белому" подойти с позиции спектров поглощения, для которых понятие белого (в рабочем диапазоне) вполне очевидно - это "восстановленный" равномерный...

Короче говоря ничего лучшего, чем белый шум, в голову не приходит

[PapaKarlo]

Renaldas в сообщении #363130 писал(а):

Объекты - это зубы во рту пациента, на которые я смотрю через микроскоп. Думаю, что освещение лазером в любом случае будет более ярким и менее громоздким, нежели сверхярким диодом.

Все зависит от требуемого уровня освещенности. По моим оценкам, LED в данном случае более чем достаточно (я как раз занимаюсь источниками света на LED, но не для стоматологов, потому могу говорить лишь о своих ощущениях). А вообще-то есть такая полезная вещь, как поиск в интернете.

См. также мнение Simonov'а.

Кроме того, следует, видимо, исходить из целевой функции. А именно: как действительно надо освещать зубы? Как они освещались до этого и насколько "эквивалентным" должен быть эффект от новых источников? Простая аналогия: нынче лампы накаливания не в почете (в ЕС сбыт вновь произведенных ламп накаливания для бытовых целей запрещен); но новые источники подвергаются критике потребителей: свет слишком холодный, "неестественный". Поэтому производители белых светодиодов и светодиодных светильников делают упор на источники с цветовой температурой 3000-4500 К ("теплые"-"нейтральные"). Сравните это с солнечным светом: цель, оказывается, подстроиться не под солнечный свет, а под свет старой доброй лампочки Ильича...

Но насколько эта аналогия уместна в Вашем случае - Вам, разумеется, виднее. А на LED обратите внимание - это ближайшее будущее.

Renaldas в сообщении #363130 писал(а):

То, что Вы дали мне по ссылке, это лазер, который может дать визуально белый свет?

Надо читать подробнее по ссылкам - я дал ссылку на статью, лишь как зацепку, сам же в этой области некомпетентен.

(Оффтоп)

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

В старые добрые времена продавали два типа цветных фотопленок - для дневного света и искусственного.

А сейчас уже мыльницы снабжают целым "набором фотопленок", в том числе - и настраиваемых вручную. Называется "баланс белого".

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Фактическое отличие - различная спектральная чувствительность. Т.е. для меня очевидно стремление скорректировать неоднородность освещения так, чтобы выйти на "прямую" в видимом диапазоне.

Отличие заключается не только в спектре источников света, но и в цветовом восприятии человека. В идеале система "источник света-объект-пленка-отпечаток-освещение в условиях рассматривания снимка-зрение человека" должна обладать той же передаточной характеристикой, что и "источник света-объект-зрение человека". Передача белого в этом отношении - очень важный, но не единственный пункт (в идеальной системе).

И, еще раз, зрение человека настраивается, адаптируется к окружающим условиям. Вот простая иллюстрация: каков будет спектр отраженного света при освещении белых тканей уф лампой? И как это воспринимается зрением при (почти полном) отсутствии других источников? Правильно: спектр будет иметь явно выраженный максимум в синей области, но ткани выглядят белыми. По крайней мере, если спустя определенное время (адаптация зрения!) спросить кого-нибудь, какого цвета части одежды "светятся", ответ с большой вероятностью будет не "синего", но "белого". Откуда отвечающий "знает" это, даже если речь идет не о его собственной одежде?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Могу сослаться только на строгих спектроскопистов

Увы, в такой форме это не слишком убедительно. Мне несложно привести подобную "ссылку" на мнение, прямо противоположное высказанному Вами.

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

...может считаться "белым светом"...

Это - общепринятая терминология?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

А еще проще к "белому" подойти с позиции спектров поглощения, для которых понятие белого (в рабочем диапазоне) вполне очевидно - это "восстановленный" равномерный...

Это имеет отношение к вопросу в стартовом сообщении (каким освещением достичь желаемого визуального восприятия)?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Короче говоря ничего лучшего, чем белый шум, в голову не приходит

Этот термин, как я уже говорил, лучше ассоциируется с Вашим рассуждением о белом спектре. Только вот "розовый шум" и "голубой шум" с визуальным восприятием вовсе не обязательно имеет что-нибудь общее...

[Renaldas]

PapaKarlo в сообщении #363198 писал(а):

Renaldas в сообщении #363130 писал(а):

Объекты - это зубы во рту пациента, на которые я смотрю через микроскоп. Думаю, что освещение лазером в любом случае будет более ярким и менее громоздким, нежели сверхярким диодом.

Все зависит от требуемого уровня освещенности. По моим оценкам, LED в данном случае более чем достаточно (я как раз занимаюсь источниками света на LED, но не для стоматологов, потому могу говорить лишь о своих ощущениях). А вообще-то есть такая полезная вещь, как поиск в интернете.

См. также мнение Simonov'а.

Кроме того, следует, видимо, исходить из целевой функции. А именно: как действительно надо освещать зубы? Как они освещались до этого и насколько "эквивалентным" должен быть эффект от новых источников? Простая аналогия: нынче лампы накаливания не в почете (в ЕС сбыт вновь произведенных ламп накаливания для бытовых целей запрещен); но новые источники подвергаются критике потребителей: свет слишком холодный, "неестественный". Поэтому производители белых светодиодов и светодиодных светильников делают упор на источники с цветовой температурой 3000-4500 К ("теплые"-"нейтральные"). Сравните это с солнечным светом: цель, оказывается, подстроиться не под солнечный свет, а под свет старой доброй лампочки Ильича...

Но насколько эта аналогия уместна в Вашем случае - Вам, разумеется, виднее. А на LED обратите внимание - это ближайшее будущее.

Renaldas в сообщении #363130 писал(а):

То, что Вы дали мне по ссылке, это лазер, который может дать визуально белый свет?

Надо читать подробнее по ссылкам - я дал ссылку на статью, лишь как зацепку, сам же в этой области некомпетентен.

(Оффтоп)

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

В старые добрые времена продавали два типа цветных фотопленок - для дневного света и искусственного.

А сейчас уже мыльницы снабжают целым "набором фотопленок", в том числе - и настраиваемых вручную. Называется "баланс белого".

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Фактическое отличие - различная спектральная чувствительность. Т.е. для меня очевидно стремление скорректировать неоднородность освещения так, чтобы выйти на "прямую" в видимом диапазоне.

Отличие заключается не только в спектре источников света, но и в цветовом восприятии человека. В идеале система "источник света-объект-пленка-отпечаток-освещение в условиях рассматривания снимка-зрение человека" должна обладать той же передаточной характеристикой, что и "источник света-объект-зрение человека". Передача белого в этом отношении - очень важный, но не единственный пункт (в идеальной системе).

И, еще раз, зрение человека настраивается, адаптируется к окружающим условиям. Вот простая иллюстрация: каков будет спектр отраженного света при освещении белых тканей уф лампой? И как это воспринимается зрением при (почти полном) отсутствии других источников? Правильно: спектр будет иметь явно выраженный максимум в синей области, но ткани выглядят белыми. По крайней мере, если спустя определенное время (адаптация зрения!) спросить кого-нибудь, какого цвета части одежды "светятся", ответ с большой вероятностью будет не "синего", но "белого". Откуда отвечающий "знает" это, даже если речь идет не о его собственной одежде?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Могу сослаться только на строгих спектроскопистов

Увы, в такой форме это не слишком убедительно. Мне несложно привести подобную "ссылку" на мнение, прямо противоположное высказанному Вами.

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

...может считаться "белым светом"...

Это - общепринятая терминология?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

А еще проще к "белому" подойти с позиции спектров поглощения, для которых понятие белого (в рабочем диапазоне) вполне очевидно - это "восстановленный" равномерный...

Это имеет отношение к вопросу в стартовом сообщении (каким освещением достичь желаемого визуального восприятия)?

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Короче говоря ничего лучшего, чем белый шум, в голову не приходит

Этот термин, как я уже говорил, лучше ассоциируется с Вашим рассуждением о белом спектре. Только вот "розовый шум" и "голубой шум" с визуальным восприятием вовсе не обязательно имеет что-нибудь общее...

Спасибо за идеи!
На данный момент я освещаю зубы галогенкой в 250 ватт, которая стоит в отдельном блоке, и свет поступает через световод, преломляясь в нужном направлении зеркалом, которое стоит в кожухе объектива. Огромное количество света теряется потому, что "загнать" в сам световод получается только часть света, потери в световоде и прочее. Посему, если поставить источник освещения, которому не нужен был бы световод, уже был бы большой выигрыш.
Думать о лазерах я начал тогда, когда у меня возникли проблемы с фокусировкой света в небольшое пятно на достаточно большом расстоянии. Какие идеи по фокусировке света от сверхяркого ЛЕД в пятно диаметром около 2 см на расстоянии в сантиметров 30?

[Freude]

Освещать полупроводниковыми источниками - это отличная идея! Есть довольно яркие белые светоизлучающие диоды. Там принцип действия основан не на смешении цветов, а на особенностях спектральных характеристик фотолюминисценции фосфора. В этом случае, активное вещество полупроводникового лазерного диода излучает ультрафиолет, которым накачивают фосфорную ячейку, которая генерирует широкополосное излучение.

[PapaKarlo]

Renaldas в сообщении #363202 писал(а):

Какие идеи по фокусировке света от сверхяркого ЛЕД в пятно диаметром около 2 см на расстоянии в сантиметров 30?

Вот пример найденного в интернете: довольно старый патент. Наверняка есть уже готовые коммерческие конструкции, хотя с ходу не подскажу. Могу только сказать, что оптика позволяет собрать световой поток в довольно узкий пучок, а уж далее - видимо,световод - лучшее, что можно придумать: удобно, не надо думать о фокусировке в зависимости от расстояния и пр.

Например, оптика от Carclo: позволяет собрать пучок от LED, уменьшив соответствующий половинной интенсивности плоский угол с 120 до 5,4 градусов при потерях в оптике порядка 11%; диаметр 26,5 мм; правда, потребуется Вам и световод соответствующего диаметра. Выигрыш от такой фокусировки оценить несложно: уменьшение телесного угла в соответствии с формулой $\Omega=2\pi(1-\cos\varphi))$ для указанных углов составляет ок. 338 раз, соответственно даже с учетом потерь получается выигрыш в освещенности в 300 раз. Это лишь пример для оценки того, что можно получить с помощью оптики (и что это принципиально возможно, в т.ч. и для довольно широкого спектра белого светодиода); Вам, конечно, потребуется иная оптика.

4-ваттный LED от Nichia с полным световым потоком около 340 лм даст на окружности диаметром 2 см в идеале около 1 млн. люкс, а с учетом потерь даже 99% - все еще 10000 люкс. Достаточно ли такой освещенности? Осталось, конечно, собрать этот 1% на пятне 2 см...

Если же речь идет не об оперативном применении (зуб уже не во рту пациента), то почему бы и не использовать оптику без световода...

[Xey]

Renaldas в сообщении #363202 писал(а):

Спасибо за идеи!
На данный момент я освещаю зубы галогенкой в 250 ватт, которая стоит в отдельном блоке, и свет поступает через световод, преломляясь в нужном направлении зеркалом, которое стоит в кожухе объектива. Огромное количество света теряется потому, что "загнать" в сам световод получается только часть света, потери в световоде и прочее. Посему, если поставить источник освещения, которому не нужен был бы световод, уже был бы большой выигрыш.
Думать о лазерах я начал тогда, когда у меня возникли проблемы с фокусировкой света в небольшое пятно на достаточно большом расстоянии. Какие идеи по фокусировке света от сверхяркого ЛЕД в пятно диаметром около 2 см на расстоянии в сантиметров 30?

С тремя длинами волн может не получится правильной цветопередачи. Подберете цвет пломбы в свете лазеров, а на улице , при сплошном спектре, она будет выделяться.
Галогенная лампа со световодом - это лучшее из того, что есть. Разве что, заменить лампу на ксеноновую, самую яркую из источников света (кроме лазера), но там высоковольтный блок.
Вообще полезно бы почитать о колориметрии, и о фотометрии (про яркость, освещенность)

[kkdil]

PapaKarlo в сообщении #363198 писал(а):

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

А еще проще к "белому" подойти с позиции спектров поглощения, для которых понятие белого (в рабочем диапазоне) вполне очевидно - это "восстановленный" равномерный...

Это имеет отношение к вопросу в стартовом сообщении (каким освещением достичь желаемого визуального восприятия)?

Да, имеет. Подчеркивает частность вопроса, тем самым помогая, имхо, понять вопрос глубже.

(Оффтоп)

PapaKarlo в сообщении #363198 писал(а):

kkdil в сообщении #363165 писал(а):

Могу сослаться только на строгих спектроскопистов

Увы, в такой форме это не слишком убедительно. Мне несложно привести подобную "ссылку" на мнение, прямо противоположное высказанному Вами.

Было бы интересно. Что может быть белее белого шума?

[PapaKarlo]

(Оффтоп)

kkdil в сообщении #363248 писал(а):

Было бы интересно.

Пожалуйста. Могу сослаться только на строгих спектроскопистов и заявить, что белый с точки зрения оптики спектр соответствует спектру солнечного света.

kkdil в сообщении #363248 писал(а):

Что может быть белее белого шума?

Свежевыпавший снег. Визуально.

А вообще-то, зачем развивать оффтопик? Наверное, не стоит.

[Munin]

(Оффтоп)

kkdil в сообщении #362675 писал(а):

Понятие определено строго - равномерное распределение энергии в спектре.

А вы про какое распределение - по частотам или по длинам волн?

[Renaldas]

PapaKarlo в сообщении #363225 писал(а):

Renaldas в сообщении #363202 писал(а):

Какие идеи по фокусировке света от сверхяркого ЛЕД в пятно диаметром около 2 см на расстоянии в сантиметров 30?

Вот пример найденного в интернете: довольно старый патент. Наверняка есть уже готовые коммерческие конструкции, хотя с ходу не подскажу. Могу только сказать, что оптика позволяет собрать световой поток в довольно узкий пучок, а уж далее - видимо,световод - лучшее, что можно придумать: удобно, не надо думать о фокусировке в зависимости от расстояния и пр.

Например, оптика от Carclo: позволяет собрать пучок от LED, уменьшив соответствующий половинной интенсивности плоский угол с 120 до 5,4 градусов при потерях в оптике порядка 11%; диаметр 26,5 мм; правда, потребуется Вам и световод соответствующего диаметра. Выигрыш от такой фокусировки оценить несложно: уменьшение телесного угла в соответствии с формулой $\Omega=2\pi(1-\cos\varphi))$ для указанных углов составляет ок. 338 раз, соответственно даже с учетом потерь получается выигрыш в освещенности в 300 раз. Это лишь пример для оценки того, что можно получить с помощью оптики (и что это принципиально возможно, в т.ч. и для довольно широкого спектра белого светодиода); Вам, конечно, потребуется иная оптика.

4-ваттный LED от Nichia с полным световым потоком около 340 лм даст на окружности диаметром 2 см в идеале около 1 млн. люкс, а с учетом потерь даже 99% - все еще 10000 люкс. Достаточно ли такой освещенности? Осталось, конечно, собрать этот 1% на пятне 2 см...

Если же речь идет не об оперативном применении (зуб уже не во рту пациента), то почему бы и не использовать оптику без световода...

Спасибо еще раз!
Если несложно, гляньте на схему моего объектива. В нем установлено небольшое зеркальце, которое отражает свет, попавший на него через световод от лампы, находящейся в блоке освещения. Я думаю, может реально вообще сам диод установить на место того зеркальца ввиду его малого размера, или просто обойтись без световода, сфокусировав свет светодиода на зеркальце без помощи световода.

http://odontologija.com/wiki/images/3/3 ... ktyvas.jpg

[PapaKarlo]

С практической стороны с оптикой я не силен, потому и советовал поискать готовые решения. Что касается вынести светодиод "на противоположный конец световода", т.е. обойтись без световода, заменив его электрическим проводом - такое решение и мы в свое время предлагали, чтобы сэкономить на стоимости недешёвых световодов (речь шла о десятках световодов в одном изделии). Получается на первый взгляд дешевле, но уж больно трудоёмко. А вот с одним диодом - почему бы и нет. Но какая-то оптика все-таки может оказаться полезной, т.к. обычно оптика самих LED дает довольно широкий угол рассеяния.

Кстати, можно ведь взять обычный LED фонарик, чтобы оценить эффективность одного LED в Вашем приложении. И решить, сколько их требуется, оценив потери в вариантах конструкции.

[Renaldas]

PapaKarlo в сообщении #364292 писал(а):

С практической стороны с оптикой я не силен, потому и советовал поискать готовые решения. Что касается вынести светодиод "на противоположный конец световода", т.е. обойтись без световода, заменив его электрическим проводом - такое решение и мы в свое время предлагали, чтобы сэкономить на стоимости недешёвых световодов (речь шла о десятках световодов в одном изделии). Получается на первый взгляд дешевле, но уж больно трудоёмко. А вот с одним диодом - почему бы и нет. Но какая-то оптика все-таки может оказаться полезной, т.к. обычно оптика самих LED дает довольно широкий угол рассеяния.

Кстати, можно ведь взять обычный LED фонарик, чтобы оценить эффективность одного LED в Вашем приложении. И решить, сколько их требуется, оценив потери в вариантах конструкции.

Я поступал очень просто, чтобы оценить освещенность и сравнить с имеющимся. У нас в клинике есть несколько светодиодных ламп для полимеризации светополимеров, я просто тыкнул самую мощную из них световодом в то отверстие в кожухе объектива, куда у меня вставляется световод от блока освещения. Получившееся пятно визуально было намного более тусклое, нежели то, что дает моя теперешняя система. Правда, ЛЕД в лампе-полимеризаторе синий, вернее, там даже ЛЕД матрица из, кажется, 6 диодов, точные параметры я сказать не могу, знаю только то, что по инструкции говорят, что интенсивность излучения данной лампы превышает ватт на см2.

Вы говорили о сверхярких диодах по несколько ватт мощности. Скажите, у них один кристалл, или там уже ЛЕД матрица? И как с нагреванием тех диодов, что на 3-5 ватт, не требуют ли они дополнительного охлождения, будь то пассивного или активного?