Лазеры

Одним из пожеланий наших читателей была просьба рассказать о лазерах и использовании лазерной техники в шоу-бизнесе. Мы обратились с этой просьбой к Аркадию Жиронкину, директору ООО «LASERKINETICS», фирмы, работающей в области проката лазерной и световой аппаратуры уже много лет.

«И.С.»: Аркадий, расскажите, когда впервые лазеры были использованы в шоу-бизнесе?

Аркадий Жиронкин: Основателем лазерного движения в Москве является Виктор Александрович Малютин. Он был главным энергетиком НИИ "Полюс" в течение 15-ти лет. Все производство начиналось с зеленых лазеров, которые предназначались, в основном, для военных нужд. Их сбрасывали вместе с десантом, и они обозначали самолетам глиссаду в туман, дождь, снег. Малютин решил попробовать приспособить лазеры для зрелищ. В 1982 – 1983-ем годах он с помощью лазерных установок во время съездов партии писал на экране различные лозунги. Через некоторое время лазеры были использованы в первый раз на эстраде – на концерте Софии Ротару. Развитие лазерной техники происходило достаточно быстро. В 83-85-ом годах работали, так называемыми, "топотушками". Напротив источников луча ставились движки с зеркалами, работающие от реле. Луч проходил, срабатывало реле, в результате он "прерывался", изображение шло в зал. Позже лазерами делали такие эффекты: в разрез лазерного луча вставлялось бутылочное стекло, получалось некоторое "размазанное" пятно, с помощью которого и создавалась картинка. Потом стали применять уже прямые лазерные лучи вкупе с зеркалами или зеркальными шарами. В основном они использовались на дискотеках. Затем появились первые сканирующие системы. У нас в России разработки в этой области велись на рязанском и львовском заводах. Они занимались промышленными лазерами (это лазеры с газовой накачкой). Кроме газовых существуют, так называемые, диодные лазеры. Но частота излучения у них такова, что она невидима глазу, и при попытке перевести в видимый спектр очень сильно теряется яркость (эти лазеры – маломощные). Еще один вид лазеров – медные лазеры (они производятся с использованием паров меди). Их, также, называют "сухими", т.к. для их охлаждения не применяют воду, как в газовых. В шоу-бизнесе работают, в основном, газовые лазеры, причем различные газы дают различный цвет. Например, аргон дает зеленый спектр, а криптон - красный. Их смесь – это, так называемый, "белый лазер", который можно уже раскладывать по различным спектрам. Правда, оттенки получить бывает очень тяжело. Используются, главным образом, основные цвета: красный, синий, зеленый. Казалось бы - готовая RGB, смешивай и получай все. что хочешь. Но как только меняется оттенок, а, соответственно, и длина волны, сразу же происходят большие потери в мощности. К примеру, из 10 длин волн выбирается одна - мощность сразу уменьшается в 10 раз. И когда выводишь на экран получившуюся картинку, то бывает ничего не видно. Для получения неограниченного спектра цветов необходимы мощные лазеры, как минимум 15 – 20-ваттные. А основные цвета даже в 5-ваттном лазере очень хорошо читаются. Обычно при разложении "белого" лазера в процентном соотношении цвета больше всего зеленого, а меньше всего красного. Поэтому и красный цвет можно встретить реже, чем зеленый, но для человеческого глаза зеленый – лучший цвет.

Вернемся к развитию лазерной техники. Позже появились сканирующие системы, которые могли разворачивать луч в нужном направлении. Кстати, в чем принципиальное различие между "сухим" лазером на парах меди и газовым? У того и у другого есть свои преимущества и недостатки. Главным преимуществом лазера на парах меди является то, что он потребляет малое количество электроэнергии. Газовым необходимо приблизительно 15 – 20 кВт рабочей мощности. Но газовые лазеры создают непрерывное визуальное излучен. Прямой луч от "сухого" лазера имеет достаточно сочный цвет, но если "сухой" лазер "разложить в плоскости", то из-за небольшой частоты (12 кГц) получается не ровная линия, а пунктир – буквы еще можно написать с его помощью, но вот что-то нарисовать – весьма проблематично. Сухие лазеры низкочастотные, и, как правило, одноцветные. Газовые лазеры имеют квазинепрерывное излучение. Дрожание рисунка в газовом лазере происходит только за счет того, что сканеры не успевают прописывать длинные линии, поэтому линии просто стараются делать короче. Минусом газовых лазеров можно назвать то, что им требуется большое количество воды для охлаждения (примерно 20 литров в минуту). Отсюда же беда - засорение охлаждающих каналов, т.к. вода у нас не очень чистая. Срок жизни активного элемента лазера составляет порядка 3 – 4 тыс. часов, это у американских установок, у наших – максимум 600 часов. Такая разница в сроке эксплуатации происходит из-за различия технологий производства. Аргон, который закачивается в наши лазеры, содержит примеси: сначала из трубы выкачивают воздух, а потом туда закачивают газ, но при этом вакуум нарушается – попадает воздух извне, поскольку толщина стенок стекла недостаточна, чтобы удержать вакуум. Американцы же вместо стекла используют металлокерамику.

Сейчас появилась одна из новейших разработок – твердотельные лазеры с диодной накачкой. Реального срока их работы не знает никто, но разработчики говорят, что он не менее 10 тысяч часов. Правда, эти лазеры очень дороги, и, фактически, их нет на прокатном рынке в мире. Может быть, через несколько лет, когда подешевеют технологии, использование таких лазеров станет более реальным.
Вернемся к сканирующим системам. Сначала они работали вкупе с простенькими зелеными лазерами. Такую технологию их использования можно сравнить с "писанием ручкой не отрывая пера от листа бумаги". То есть, все буквы получались соединенными – нечем было делать отсечки, разделять слова. Потом уже все было модернизировано. В общем-то, эти сканирующие устройства достаточно просты. Сам лазер дает обычный луч, на выходе ставится сканирующая головка, которая поворачивается по X/Y координатам.

Потом появились "белые" лазеры. Первопроходцем в этой области в России является всем известная фирма "LASER-SHOWSYSTEMS". Это прокатная компания, хотя она занимается и продажами. Они осуществили прорыв в лазерном бизнесе, когда на одной из выставок "Музыка-Москва" выставили установки "Chroma 5" и "Chroma 10" фирмы "Spectra-Physics". К ним было сделано специальное программное обеспечение немецкой фирмы "Laser-Animation" с очень интересными программами. Лично я очень благодарен фирмам за то, что они, в сущности, раскрутили этот рынок.

«И.С.»: Не буду спрашивать о том, как "делаются" лазеры, это можно прочитать в любом учебнике физики. Расскажите, пожалуйста, об использовании лазерной установки на концертах?

А.Ж.: Существует два вида лазерных шоу. Первое – это бим-шоу. Помещение основательно "продымливается", и "объемное" лазерное шоу просто идет в пространстве. Обычно, без дыма лазер не виден. Очень хорошо, кстати, такое шоу смотрится на улице, когда идет снег или дождь.

Другой вариант – это заказанное, специально написанное заранее шоу (например, мюзикл "Метро"). Сначала идут длительные переговоры с заказчиками. Ведь нужно очень тщательно продумать заранее все рисунки, знать музыку, т.к. такое шоу должно быть записано с использованием миди-контроля (чтобы выглядело качественно). Когда окончательно прорабатываются все нюансы, художник делает наброски, согласовывает их еще раз с заказчиком. А далее создает на компьютере некий "скелет" этого шоу. Снова показывает заказчику, и тогда прописывает под музыку, используя миди. Ну а потом, уже по приезду на площадку, монтируется лазерная установка. Используют специальный DSP компьютер, с которого идет это шоу. После лазера ставится кристалл, который называется РСАОМ. Он отделяет ту длину волны, которая необходима в данный момент, чтобы получить тот или иной цвет. За этим кристаллом стоит световолокно, которое "доносит" в нужное место луч лазера. Как правило, далее 30-ти метров оно не ставится, т.к. иначе будут большие потери по яркости. Из лазера выходит луч, на его пути размещается делитель – 50-процентное зеркало. Оно разделяет луч на две или три части, каждая из них идет в "свой" световод и доносится до так называемой "головы", которая и "отправляет" луч или картинку в зал. Эти "головы" устанавливаются в нужное место на площадке.