摘 要：本文根据一种新型驱鸟器中的激光辐射的原理，对于激光驱鸟的有效程度以及激光对鸟的刺激之间的关系进行探究，通过对比寻找出比较适宜的驱鸟器的激光波长和激光器，设计出一款适用范围较广泛的激光驱鸟器，不仅可以在机场区域应用，而且对于飞机没有任何危害。
关键词：驱鸟器，光辐射，激光器，激光驱鸟器
一．驱鸟器中的光辐射原理以及激光驱鸟器的激光波长和激光器的确定
激光随着波长的变化，对人类眼睛的损害程度也在不断的变化。损害程度的大小与人体眼睛的不同单位体积所能吸收能量的大小直接相关。有研究学者表明，在可见光的波长范围内以及靠近红外波长的范围内的辐射能量利用眼部的一些相关介质到达人类的视网膜只会损失比较少量的强度，但是由于晶状体和眼角膜有着会聚效应，在由角膜折射到达的辐射度以及曝光度到达眼睛视网膜时会增加上万倍，在视网膜上由由这些光线汇聚而成的光斑不是很大，但是这些由于汇聚产生的光斑的亮度可以对视网膜造成非常严重的影响。另一方面，离红外比较远的波长范围和紫外波长范围所发射的激光被角膜吸收，进而很大程度的损害了角膜。与紫外比较靠近的波长范围内的辐射光大部分被晶状体所吸收，进而很大程度的损害了晶状体。
据研究报道，人类眼睛的结构与鸟类的眼睛结构大致相同，因此可以推断出不同波长的激光对人眼睛的损害机理和损害程度与对鸟类眼睛的伤害大致相似，但是由于鸟类眼睛对于光线的敏感程度比人类的眼睛更为敏感，会聚的能力更为强大，因此激光的强度较高能够实现激光驱鸟。从以上可以推断出，从影响视觉的效果来看，短波长的激光能够直接对视网膜造成伤害，更甚者会造成严重的失明，可以看出，这种波长对人类视觉的影响最明显。但是中紫外的波长范围以及远红外和近紫外的波长范围主要是对晶状体和角膜造成伤害，因此这种类型的波长对于眼睛的伤害更为严重。
从上文还可以总结出，随着入射光幅度的不断增加，对于眼睛不同区域所产生的伤害也就越大，此外，随着入射光亮度的增加，眼睛受到的刺激也就越厉害。因此对于鸟类眼睛造成一定程度的恐惧和伤害的主要因素就是入射光的辐射强度、光的强度以及激光波长的大小。现阶段运用激光原理来驱鸟主要就是通过激光对于鸟类眼睛产生恐惧和伤害的原理。鸟眼由于受到高强度激光术的照射，因此产生很强的刺激作用，鸟类因此受到威胁而离开，这样就起到了驱赶鸟类，保护区域的目的，激光驱鸟器能有效驱除区域内鸟类的干扰，因此，近年来，越来越多的人开始关注激光驱鸟器的研究。研究表明，机场旁边的生态环境由于受到许多鸟类的影响而被破坏，这些鸟类主要包括：八哥、喜鹊、乌鸦、斑鸠、鸽子等。尽管已经发现高强度的激光术会对鸟眼产生一定的刺激，但是海无法确定比较合适的激光波长和激光器。因此首先利用一些比较常见的激光器近些实验，目的就是为了找出性价比最高并且最合适的激光波长和激光器。利用激光器对于短距离内的几种鸟类在室内进行实验。从得出的结果可以发现，在可见光波长范围内的LD的激光器的驱鸟效果较好，但是远红外以及红外波长范围内的激光器效果不是很好，可能是因为以下几方面原因：第一，LD的激光器会直接伤害鸟眼的视网膜，伤害程度更大，更明显。第二，LD的激光器所发射的光源是红光，红光强度比较大因此会对视觉造成更大的影响，但是远红外以及红外光时不可见光源，对视觉造成的影响自然就小一些。此外考虑到使用时的安全性，不可见的激光比可见的激光使用过程更危险。考虑到对鸟眼的损害程度，不可见激光波长范围内的激光对鸟的角膜伤害更严重。在这个研究背景下，为了确定具体的激光波长和激光器，对于几种简单的常用激光器近些对比分析。
（一）LD激光器。波长在650nm左右，功率范围为几十毫瓦以下，尽管体积较小，但是激光光束的整体质量水平不高。
（二）He-Ne激光器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆波长在632.8nm左右，功率范围为几十毫瓦以下，物美价廉，技术比较先进，激光术的整体质量较好。
（三）co2激光束。波长在10.6um左右，功率范围为几万瓦以下，由于功率变化范围较大，因此价格也不固定，技术也比较先进，还有另一种比较封闭的co2激光束，体积较大，因此价格也较高。
（四）YAG激光器。波长在1.06um左右，功率范围为几千瓦以下，价格较高，维修比较复杂。
除以上这些常用的激光器以外，还有一些其他类型的激光器，但是由于价格不是很合适，再加上维修量较大，若是作为驱鸟器来使用，实际意义并不大。从实用性和经济学较大来看，第二种激光器，也就是He-Ne激光器最实用。因此在选择研发驱鸟器时，可以优先选择He-Ne激光器，并且选择合适的功率和波长，选择合适的光束发射角。
二．激光驱鸟器的研发
现阶段经常使用的激光驱鸟器主要有以下几个部分组成：激光器的基体、激光电源、瞄准镜和激光管等。激光管的基体主要是用于将激光器安装上，一半是利用普通的步枪。斜挎肩带或者架在车上可以灵活的转向各个方位。激光电源的设计主要是采用汽车蓄电池的电源或者可充干电池的电源，促使激光管的正常工作，可以一直持续数个小时。瞄准镜要采用放大倍数较大的望远镜，在激光发射管上安装。
激光驱鸟器在设计时要重点关注以下几个关键因素：激光管要采用比较短的激光管，可调的功率大小，这样驱鸟效果不是很好。为了提升驱鸟效果以及增加光束的传播距离，应该提前对激光进行垂直，将发射角进一步的压缩。若是垂直系统可以调节，可以依据实时的距离对压缩的倍数进行灵活的调节，这种设计的方式符合当前驱鸟的要求。激光驱鸟器的控制部分要有控制功率和控制的开关。为了提升使用时的可靠程度，开关要有双层控制，在电源上要有开关在闭合后才会发射激光。电源上的调节旋钮可以控制激光的输出功率，由于该种结构比较特殊，在使用激光束和激光电源时必须要通过比较长的电源线来进行连接，各种不同器件之间的电阻力必须要匹配，这样才能达到最佳的组合方式，所能匹配的电源线必须要经过合理的设计。根据以上这些情况，可以设计出一款性价比较高的激光驱鸟器，利用高强度的激光束对鸟类产生一定的刺激作用进而达到驱逐鸟类的目的。
三．结束语
综上所述，激光驱鸟器就是利用激光束的高强度照射鸟类的眼睛，使得鸟类产生一定的恐惧感和刺激作用，驱逐飞鸟，鸟类有了恐惧感之后迅速逃离该区域，最终起到驱赶鸟类而保护一定区域的目的。当前许多的研究表明，利用激光设备驱鸟主要有以下几个方面的优点：一是保护范围比较广泛，可覆盖的区域面积较大，是当前所用的驱鸟设备中作用范围最广泛的；第二，可以驱逐不同类型的鸟，促使鸟类永远离开该区域，鸟类不会对激光产生免疫，不用考虑长时间使用以后鸟类会适应该种方式而导致激光驱鸟无效；第三，尽管激光的危害较大，但只是短时间的损伤，并不会对鸟类的眼睛产生永久的伤害；第四，在天气状况不是很好时，比如雨雪天以及阴天等，此时在机场附近的鸟类最多，会对飞机造成比较大的伤害，在以上这种情况下使用效果最好。
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论文作者:于学超,王磊,任宗基,马振玢
论文发表刊物:《中国电业》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/11
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