Laserpointer

Laserpointer in verschiedenen Farben

Der Laserpointer ist ein Lichtzeiger insbesondere für Vorträge mit Projektion. Laserpointer werden in handlichen Größen, auch in Form von Schlüsselanhängern, Kugelschreibern oder auch in Kombination mit Fernbedienungen (Presenter) hergestellt. Während die ersten Laserpointer ausschließlich rotes Licht (erst He-Ne-Laser, dann rote Laserdiode) emittierten, kamen nach Grün auch Blau, Gelb und Orange auf den Markt.

Mit der Leistungs- und Effizienzsteigerung bei Halbleiterdiodenlasern wurden preiswerte batteriebetriebene Laser im Format von Laserpointern verfügbar, deren Lichtleistung teilweise über den Grenzwerten der Laser-Klasse 2 bzw. 2M liegen, die bei kurzfristiger Bestrahlung noch als ungefährlich für das Auge gelten. Diese Strahlquellen werden auch als Laserpointer verkauft, mit ihrer Benutzung sind jedoch hohe Risiken verbunden, Menschen zu verletzen und für verursachte Schäden belangt zu werden.

Geschichte

Bevor Laserdioden überhaupt und dann auch preiswert verfügbar waren, gab es als Vorläufer sogenannte Lichtzeiger (Beispiel:), die aus einer modifizierten Taschenlampe bestanden. Die Lampe wurde dabei statt mit einem Hohlspiegel mit einer Linsenoptik ausgestattet, so dass wie mit einem einfachen Diaprojektor ein Pfeilsymbol (flächig oder als Umrisslinie) projiziert werden konnte. Der Vorteil dieser Anordnung bestand in dem Pfeilsymbol, mit dem man etwas aussagekräftiger zeigen konnte als mit dem Punkt eines Laserpointers. Es gab auch E10-Spezialglühlampen, bei denen der Glühfaden selbst in Pfeilform ausgebildet war. Der Nachteil bestand in der meistens doch recht lichtschwachen Ausführung und in der Notwendigkeit, die Linsenoptik zwecks Anpassung an die Entfernung zur Projektionsfläche ständig nachzustellen. Angeboten wurden diese Lichtzeiger von Diaprojektor-Firmen.

Erste Laser als Zeiger verwendeten miniaturisierte Helium-Neon-Laser. Doch erst mit der Verfügbarkeit günstiger und effizienter Laserdioden gelang dem Laserpointer der Durchbruch als Massenprodukt.

Aufbau und Funktion

Schematischer Aufbau

Der bei Nacht auf eine Palme gerichtete Strahl eines grünen 5-mW-Laserpointers

In dem handlichen Gehäuse sind folgende Bauteile untergebracht:

• Laserdiode (auch Halbleiterlaser genannt)
• Kollimator-Linse
• Batterien
• elektronische Schaltung zur Ansteuerung der Laserdiode, meist nur aus einem Widerstand bestehend
• Taster

Da an die Strahlgüte und andere Eigenschaften bei Laserpointern keine hohen Forderungen gestellt werden, werden hier hauptsächlich Laserdioden verwendet, die bei der Herstellung für Industriezwecke als Ausschuss eingestuft wurden.

Bei den grünen Modellen wird üblicherweise ein frequenzverdoppelter DPSS-Laser (532 nm) eingesetzt. Seit 2012 sind auch direkte grüne Laserdioden basierend auf dem Halbleiter Indiumgalliumnitrid (InGaN) verfügbar. Die orangen Modelle verwenden eine Mischung aus zwei Laserquellen. Blaue Modelle verwenden Laserdioden oder DPSS.

Eigenschaften

Leistung

Die abgegebene Lichtleistung beträgt meistens unter 3 mW; damit entspricht der Laser den Klassen 1 bis 3R. Die Streubreite der Leistungswerte ist bei Laserpointern – auch bei baugleichen Modellen – oft sehr hoch, wodurch auch Laserpointer mit Ausgangsleistungen von 10 mW vorkommen (entspricht Klasse 3B, obwohl diese Laserpointer oft nicht entsprechend gekennzeichnet sind).

Nach der zurzeit geltenden Norm EN 60825-1 werden Laser, die im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren (400–700 nm), bei einer Ausgangsleistung bis 1 mW als Laser Klasse 2 und mit einer Leistung < 5 mW als Laser der Klasse 3R eingestuft. Laser mit einer Leistung > 5 mW fallen in die Klasse 3B und erfordern zusätzliche Sicherheitseinrichtungen und -vorkehrungen wie das Tragen einer entsprechenden Laserschutzbrille.

Laser bis Klasse 2 gelten als bedingt unbedenklich (augensicher), da durch den Lidschlussreflex die Einwirkungsdauer nicht ausreicht, um eine Netzhautschädigung hervorzurufen. Wird der Lidschlussreflex jedoch (z. B. manuell) unterdrückt, kann auch die Netzhautbestrahlung mit Lasern der Klasse 2 zu Schädigungen führen. Eine Studie der Fachhochschule Köln von 2001 zeigte zudem, dass der Lidschlussreflex bei der Mehrzahl der teilnehmenden Testpersonen nicht als Schutz ausreicht.

Divergenz und Farbe

Die handelsübliche Divergenz beträgt ca. 1 mrad, d. h. die Strahldicke nimmt 1 mm/m zu.

Meist werden günstige rote Laserdioden mit Wellenlänge von 635–750 nm verwendet, daneben sind auch grüne (490–575 nm) und deutlich teurere orange bis gelbe (575–635 nm) sowie blaue (405–490 nm) Laserpointer erhältlich. Das menschliche Auge ist für grünes Licht ca. 10 Mal empfindlicher als für alle anderen Farben. Vergleicht man grüne Laserpointer mit einem gleich starken roten Laser, so empfindet man den grünen Laser ca. 10 Mal heller.

Sichtbare Laser-Effekte

Speckles

Je kürzer die Wellenlänge, umso stärker wird Licht in der Luft gestreut. Dies geschieht aufgrund der Rayleigh-Streuung. Das Auge ist für Wellenlängen von 520 bis 570 nm besonders empfindlich. Daher können grüne und bedingt auch orange und blaue Laserpointer besonders gut benutzt werden, um sichtbare Effekte zu erzeugen, während sie in den (Nacht)himmel zielen.

Wenn man den Lichtpunkt eines Laserpointers betrachtet, kann man einen optischen Effekt sehen, der „Speckles“ bzw. „Granulation“ genannt wird. Der Lichtpunkt erscheint nicht einheitlich hell, sondern granuliert, wie „flimmernd“. Man sieht diesen Effekt besonders gut, wenn man das Licht mit einer Linse aufweitet und auf eine matte Oberfläche richtet. Diese Granulation entsteht durch Interferenz im Auge bedingt durch die Reflexion des kohärenten Laserlichtes an der nicht ideal glatten Oberfläche des bestrahlten Körpers. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Weglängen des Lichts, und es entstehen Orte konstruktiver und destruktiver Interferenz auf der Netzhaut, die als helle und dunkle Flecken erscheinen.

Missbrauch von Laserpointern

Die Zweckentfremdung von Laserpointern und mobilen Laserstrahlquellen zur absichtlichen Blendung stellt eine Gefahr dar. Bereits Laser der Klasse 2 können in Einzelfällen die Netzhaut kurzfristig oder bleibend schädigen und die Sehfähigkeit beeinträchtigen. Laserstrahlen von Geräten mit höheren Leistungen (Klasse 3R, 3B und 4) sind als gefährlich für das Auge deklariert, der betriebliche Einsatz dieser Laser ist nur nach Prüfung der Laserschutzvorrichtungen und entsprechender Laserschutzeinweisungen des Personals durch einen Laserschutzbeauftragten und Einhaltung entsprechender Schutzmaßnahmen erlaubt.

Bei absichtlicher Blendung zieht dies entsprechende strafrechtliche Folgen nach sich. Nutzer haften aber auch für die Gefahren verursacht von blendungsbedingter Handlungsunfähigkeit, etwa bei Kraftfahrern, Lokführern oder Piloten. In Deutschland können Laser-Angriffe auf Piloten als gefährlichen Eingriff in den Luftverkehr aufgefasst werden; zusätzlich kommt versuchter Totschlag in Betracht. Die Ahndung erfolgt mit Bewährungs- und Geldstrafen, es können aber auch Haftstrafen von bis zu zehn Jahren verhängt werden.

Australien führte 2008 einige restriktive Maßnahmen gegen Laserpointer hoher Leistung ein. Seit Juli 2008 gilt ein Einfuhrverbot für Laser >1 mW. In Teilen des Landes fallen solche Laser und Laserpointer unter das Waffengesetz. In Großbritannien ist der Verkauf von Laserpointern mit Leistungen über 1 mW verboten. Die öffentlichen Sicherheitsrichtlinien untersagen den Einsatz von Lasern oberhalb der Klasse 2 in der Öffentlichkeit, wo das Laserlicht Menschen gefährden könnte.

In den USA ist der Vertrieb von Strahlquellen unter der Bezeichnung Laser-Pointer nur für Laser unter 5 mW (Klasse 3R) erlaubt. In einzelnen Staaten ist insbesondere das Blenden von Polizisten unter Strafe gestellt. Im Jahr 2014 wurden landesweit 3894 Laser-Angriffe auf Luftfahrzeuge gemeldet.

Weblinks

 Commons: Laserpointer – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Strahlenschutzkommission (2010): Blendattacken durch Laser: Empfehlung der Strahlenschutzkommission.
• Die Geschichte der Laserpointer.