【小组成员】：崔书嘉 杨培冲 王艺静

【班级】：329

【指导教师】：裴雪青 范楷

【摘要】：通过激光束形成一堵虚拟光墙，给等候绿灯的驾驶者予以足够的警示，从而更好地保护正在横穿街道的行人。

【Abstract】:A virtual wall of light is formed by a laser beam, giving drivers waiting for the green light enough warning to better protect pedestrians crossing the street.

【研究背景】：我们看看激光的种类，激光的种类可以根据它的工作物质的不同，以及激励方式的不同、运转方式的不同和输出波长不同来进行分类。我们接触的比较多的是固体激光器，现在由固体激光器发展成全固态激光器，它是由晶体或者玻璃作为激光基质，然后通过金属离子作为工作介质产生辐射。比较典型的就是Nd:YAG激光器（钇铝石榴石激光器）、红宝石激光器还有光纤激光器。另外一类就是气体激光器，气体激光器顾名思义它的工作介质就是气体。这里有原子，有离子，有分子，还有准分子激光。还有一类就是液体激光器，液体激光我们也称为染料激光，它主要是由有机溶液，或无机溶液掺入金属离子作为工作介质。另外还有半导体激光、自由电子激光等等。在国外在有些地方提出用黑科技制造出了一种激光虚拟信号墙取代红绿灯，在国内红绿交通信号灯常会被树木、路牌等物体遮挡住，起不到应有的交通控制、指挥和疏导作用，而且红绿灯电路信号因为天气等原因也常容易出现故障等问题。

【研究目的】：将激光束形成一睹虚拟光墙，远远看过去就如同一睹红色的墙面一般，令人不由自主的想停下脚步或是减速刹车，时刻提醒司机有效的保障了行人安危。在红灯亮起时在人行道两侧形成光屏，阻止行人违反交通规则；在绿灯亮起时光屏便会忽然消散一切恢复往常使道路畅通汽车正常行驶。这种未来红绿灯代替物的光屏，虽然不会对过往的司机产生任何实际的阻挡作用，但是当驾车者看到如此强烈的激光信号，起码会让那些违规的司机多一些顾虑。长期在激光虚拟信号墙的压制下，人们违反交通的念头会逐渐减弱，同时，人们会一步步跟从激光虚拟信号墙的指示，逐渐形成一种暗示心理：被墙堵着时就不能过马路，等到红墙消失了才开始迈腿。人们有了激光虚拟信号墙的引导，渐渐养成遵守交通规则的好习惯。随着人们遵守交通规则的信念越来越强，可能有一天连激光墙都不需要了，人们自己都能自建一面“道德墙”。

【研究方法】：观察法、实验法、模拟法

【研究成果】：可以通过激光二极管发射出激光，再利用水雾的丁达尔效应，使激光的光路显形，在行人的眼前形成一道光墙，并且可以利用微电脑时控开关模拟红绿灯定时开启关闭。

【关键词】：交通；激光；安全

【实验过程】：

第一次

思路：在地上安装发光二极管，当红灯亮起时行人脚下便形成一片光晕，从而达到警示行人，减少交通事故的目的。

过程：购买电池、电线、发光二极管；连接简单电路。

不足：白天不显眼，并且只能常亮，无法做到按时开启关闭。

改进：增加微电脑时控开关，可以控制电路定时通断。

第二次

思路：较第一次增加了微电脑时控开关，更好的模拟了红绿灯定时通断的特点。

不足：微电脑时控开关的额定电压是220V，需要连接家庭电源，而二极管的额定电压只有5V，无法承受220V的电压并且交流电变为直流电也很难解决

改进：在时控开关的负载处增加一个变压器（手机充电器）将从时控开关负载处输出的220v交流电变为5v直流电使得二极管在额定电压下正常工作

第三次

过程：增加变压器，连接好电路继续进行实验。

不足：在白天时效果依旧很不明显，所有的灯泡并联干路电流相比较大。二极管的额定电流<40MA,根据公式九个小灯泡并联干路电流<360MA，而变压器输出电流为2.1A，之前所用的导线无法承受大电流，需要更换导线。

改进：把发光二极管改为激光二极管，将干路中的导线换为更加粗的导线。。

第四次

思路：通过激光二极管的光路形成一道光墙，用眼前的光墙代替之前脚下的光晕来警示行人。

不足：未考虑激光二极管效果，原本以为光路呈线状，但最终结果却只能在墙上形成点状光斑，无法形成光墙。

改进：如果要让光路显现需要保证空气中存在介质，通俗的说就是让空气“脏”一点，目前无法寻找到其他介质，利用水雾使光路显现，增加一套雾化装置。

第五次

思路：如果要让激光的光路显现出来就需要在空气中寻找一种介质来使光路呈现，利用丁达尔效应将雾作为介质来使光路显现，增加一个超声波雾化换能片震荡片来制造水雾。

不足：雾化片需要装驱动板子才能工作，单独施加电压是不会工作的。

改进：在电路中增加雾化片5v集成电路板换能振荡片，在空气中制造出水雾，从而使激光的光路显现出来，多而密集的光路在视觉上形成一道光墙从而起到更好的警示效果。

【实验反思】：应用到实际的话，可以使用等离子激光发生器发射激光，由一个点发出多而密集的激光束形成一道墙，并且希望找到一种更加便捷，更加廉价且可以稳定在空气中的介质代替水雾，来使让激光束显现出来，形成所需的光墙。