指星筆就是鐳射筆。

只不過和普通上課用的鐳射筆不同，現在用的指星筆的鐳射能量通常更強，更加顯眼，也更加危險。至於鐳射突然斷掉，通常有兩個原因，一個是發熱導致的斷電保護或者乾脆就是燒燬了。另一則是電池能量的產生和釋放速度最終跟不上鐳射筆發射能量的速度，導致電池暫時斷電，於是鐳射中斷。

普通觀星愛好者，使用指星筆是因為它比手指頭好用，你用手指著某顆星星，並不那麼容易明白你到底是指哪顆星，用指星筆就好多了，畢竟鐳射的光束很細，當鐳射被空氣中的雜質散射後，能留下一條明亮的光路，順著鐳射的光路的方向去看夜空，誤差會小很多。

圖示：天文攝影中也常用指星筆進行角度校正

天文觀測臺使用鐳射的主要目的是對抗大氣干擾，尤其是靠近地面的對流層空氣的干擾，以便獲得更清晰的天文影象。地球被厚厚的大氣層圍繞，它們不僅降低了星星的亮度，還會對星星的形狀產生干擾，這種干擾非常厲害，連肉眼都可見到，正是它產生了“一閃一閃”這樣的天文現象。

在經過多年探索之後，天文學家探索出一種自適應光學系統，能夠自動對抗大氣帶來的干擾，但這套系統需要一顆足夠明亮的導引星，作為修正的根據，但天空中通常缺乏這樣的星，於是就有人想到了用鐳射人為製造一顆亮星。比如，鈉鐳射導引星。

圖示：天文觀測臺發出的鈉鐳射，可在高層大氣中製造一顆明亮的假星。

鈉原子在受激輻射後，可以發出波長為589.2奈米的鐳射束，而在地球大氣層約90公里高的地方，存在少量天然鈉原子，當這些鈉原子接收到這種波長的光波後，它們可以吸收這些光波，然後再重新釋放它們，這就相當於在90公里高的地方，點燃了一盞燈，這燈將光傳送到四面八方，其中一些回到地面，被天文望遠鏡觀察到，它的亮度就足夠明亮，可以作為自適應光學系統的導星使用。而且，90公里高的地方，大氣層相對平靜許多，這也就意味著這顆假星的位置會相對恆定，當然在實際使用過程中，還是需要用天上的恆星來對這顆假星進行校準，但這樣的細節我們就略過了。

圖示：多束鈉鐳射在高空中製造的假星。

天文觀測使用的指星筆就是利用鐳射的特性用來指示夜空中的目標或者對目標進行較為精確的快速瞄準。

鐳射是英語Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（LASER）的縮寫，意思是“透過受激輻射產生的光放大”，簡單說就是原子受激輻射的光，故名鐳射。具體原理是原子外圍的電子吸收能量後從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級的時候，釋放的能量以光子的形式放出。

鐳射除了具有亮度極高、顏色極純、能量極大等特點之外，還有一個非常有用途的特徵就是定向發光，普通光源會散射，要讓光朝一個指定方向傳播，需要給光源裝上聚光裝置，使光輻射彙集起來才能向一個方向射出。而鐳射器發射的鐳射，自然就是朝一個方向射出，並且光束接近平行，即使照射到極遠的地方，光斑也不會放大多少。

天文愛好者用於指星的鐳射器，最常用的是30mW（毫瓦）以下功率的綠色（波長515-520nm, 532nm）鐳射筆。因為大氣層中氣體分子的瑞利散射，綠色鐳射在夜晚使用效果最佳，所以這種鐳射筆常被天文學愛好者們用於指點恆星和星座，或者裝在尋星鏡支架上對目標進行快速的定位。綠色固體鐳射器很容易小型化，所以價格能夠做到非常便宜，這也是天文愛好者喜愛使用的原因之一。

因為鐳射指星筆可以清晰的指明星星或星座位於天球上的方位，即使站在距離持指星筆很遠的人也能看到所指向的目標。

除此之外，因為天文觀測是戶外活動，並且觀測場合往往在偏遠地區，容易受到野生動物或者犬類的騷擾，因為鐳射器發出的強烈光線不是自然界能產生的常見現象，對那些有攻擊性的獵食動物來說，明亮的鐳射束與光斑對這些動物來說，是未知且可能危險的，所以鐳射筆可以對野生動物及狗類具有恐嚇與干擾效應，一定程度上可以保障觀測者的安全。

專業天文觀測領域的大型地基光學望遠鏡對天觀測時，大氣擾動使星光波前畸變使得這些大型精密光學裝置的實際解析度大幅下降，這個問題長期困擾高精度天文觀測，因此就發展出了自適應光學技術，以校正大氣造成的波前畸變，使望遠鏡達到近衍射極限解析度。鐳射鈉導引星便是用鐳射激發海撥約90公里高空電離層中的鈉原子產生人造亮星，作為自適應光學校正的信標源，這是自適應光學望遠鏡的核心技術之一。

至於你提到的光束看起來好像突然斷掉了，那是因為鐳射束可以看作一根教鞭，雖然它指向無限遠的目標，但這個目標位於天球上的投影是有方位的，光束就像是一條從鐳射器連線到目標方位的一條線段，當你從側面觀察，或者鐳射束到目標及你到目標的視線之間的夾角很大時，所看到光束自然不會越過天球上的目標繼續延伸成無限長的光線。

另外光束是透過空氣中的微塵變得更顯眼的，而微塵越多，光束衰減的越快。

鐳射有危險，使用要當心。

在真空中或者單質或者均勻的溶液中（包括空氣這種均一的氣態溶液），光路是不可見的。比如，用鐳射筆照射自來水（單質）或者鹽水（溶液）就看不見光路。但是在牛奶（懸混液，膠體）中就可以形成可見的光路。這種現象叫做丁達爾效應，是膠體的一種特性。

鐳射的光路之所以能被看見是因為空氣中的微小塵埃或水滴等顆粒形成氣溶膠，產生丁達爾效應。如果空氣比較乾淨，就看不見了。如果空氣中的微粒分佈不均勻，就會出現不連續的丁達爾效應，光路就會斷斷續續。

指星筆發出的是鐳射，但是用的的人都會發現一個現象，就是鐳射打在空中時長度是有限的，一段就像突然斷掉一樣。這是為什麼呢？

就如上面的圖中顯示的那樣，綠色的鐳射好似長度有限，到某個地方時突然斷了一樣。但其實造成這樣的原因就是丁達爾效應在稀薄的大氣層上空消失了而已：

圖：一束鐳射穿過兩個水杯，一個水杯中含有膠體，具有丁達爾效應，所以有光路。一個杯子是純水，沒有微小顆粒物，所以沒有光路。鐳射比在空中之所以有一個綠色的光柱，主要原因就是空氣中有一些小顆粒物，產生了丁達爾效應，即對鐳射進行了散射，這樣我們才看到了光路。假如空氣中沒有這些顆粒物，就沒有散射，我們是看不到鐳射的光路的。要知道，真空種我們就看不到鐳射光路，所以太空中發射鐳射，我們根本看不見。

知道了這些就很好理解鐳射打在天空光路斷了的原因了：靠近地面的大氣中含有較多小顆粒，有很強的散射作用，所以我們看到了鐳射光路。而大氣層上段空氣稀薄，也沒有什麼顆粒物，所以丁達爾效應消失，對鐳射的散射消失，光路也就消失了，就像斷了一樣。

所謂的指星筆其實就是鐳射器，其原理是原子受到特殊頻率的能量激發之後，電子躍遷會釋放出輻射，從而產生難以發散的強光。由於鐳射的光束集中，所以它能被用於精確指向，指星筆就是其中的一種應用。

另一方面，指星筆的鐳射照向天空時，我們可以看到光柱通到天空中的某處就會斷掉。但這並非鐳射真的斷掉了，而是鐳射還在，只是我們看不到鐳射。這種現象與丁達爾效應有關。

當光穿過介質時，如果介質中的粒子尺寸比光的波長更小數倍至數百倍之時，光就會被朝著各個方向散射，於是就會形成一條光柱，可以看到光穿過介質時產生的通路，這就是丁達爾效應。由於地球大氣層中存在著不小微粒，它們的尺寸小於鐳射的波長，所以當鐳射穿過空氣時就會出現丁達爾效應，從而產生光柱。

然而，隨著高度的增加，大氣層的密度大幅降低，那裡的粒子尺寸也要小很多，所以就不會出現丁達爾效應。鐳射會從高層大氣中直接穿過去，沒有光被散射或者反射回來被我們接收到，我們就無法看到鐳射，這樣鐳射看起來就像是斷掉了一樣。

如果地球上沒有大氣，並且空氣中也沒有其他微粒，而是完全真空的狀態，當鐳射照向天空時，我們完全看不到光柱，即便是拿著鐳射的那個人也是這樣。因為沒有光被散射出去，觀察者沒有接收到光。

正因為如此，在月球上的白天看到的天空是黑色的，並且還能看到星星。但由於曝光問題，我們在月表的照片中往往看不到星空。

指星筆就是鐳射筆。

只不過和普通上課用的鐳射筆不同，現在用的指星筆的鐳射能量通常更強，更加顯眼，也更加危險。至於鐳射突然斷掉，通常有兩個原因，一個是發熱導致的斷電保護或者乾脆就是燒燬了。另一則是電池能量的產生和釋放速度最終跟不上鐳射筆發射能量的速度，導致電池暫時斷電，於是鐳射中斷。

普通觀星愛好者，使用指星筆是因為它比手指頭好用，你用手指著某顆星星，並不那麼容易明白你到底是指哪顆星，用指星筆就好多了，畢竟鐳射的光束很細，當鐳射被空氣中的雜質散射後，能留下一條明亮的光路，順著鐳射的光路的方向去看夜空，誤差會小很多。

圖示：天文攝影中也常用指星筆進行角度校正

天文觀測臺為何要使用鐳射？

天文觀測臺使用鐳射的主要目的是對抗大氣干擾，尤其是靠近地面的對流層空氣的干擾，以便獲得更清晰的天文影象。地球被厚厚的大氣層圍繞，它們不僅降低了星星的亮度，還會對星星的形狀產生干擾，這種干擾非常厲害，連肉眼都可見到，正是它產生了“一閃一閃”這樣的天文現象。

在經過多年探索之後，天文學家探索出一種自適應光學系統，能夠自動對抗大氣帶來的干擾，但這套系統需要一顆足夠明亮的導引星，作為修正的根據，但天空中通常缺乏這樣的星，於是就有人想到了用鐳射人為製造一顆亮星。比如，鈉鐳射導引星。

圖示：天文觀測臺發出的鈉鐳射，可在高層大氣中製造一顆明亮的假星。

鈉原子在受激輻射後，可以發出波長為589.2奈米的鐳射束，而在地球大氣層約90公里高的地方，存在少量天然鈉原子，當這些鈉原子接收到這種波長的光波後，它們可以吸收這些光波，然後再重新釋放它們，這就相當於在90公里高的地方，點燃了一盞燈，這燈將光傳送到四面八方，其中一些回到地面，被天文望遠鏡觀察到，它的亮度就足夠明亮，可以作為自適應光學系統的導星使用。而且，90公里高的地方，大氣層相對平靜許多，這也就意味著這顆假星的位置會相對恆定，當然在實際使用過程中，還是需要用天上的恆星來對這顆假星進行校準，但這樣的細節我們就略過了。

——本回答為西安鼎昂數字貨幣智慧量化全自動炒幣機器人（歷時收益，資料核對，實況直播）公司整理。

不要認為“指星筆”是什麼特殊的天文器材，它實際上就是一根普通的鐳射指示器（Laser pointer）而已，是一種行動式的“鐳射發生器”，由於體積和外觀近似於鋼筆或小型手電筒，故而被俗稱為“鐳射筆”或“鐳射手電”，更廣泛的用途是教學、演講及沙盤指示。

換言之，天文愛好者們只是都喜歡用一根鐳射筆來標記星星的位置，於是鐳射筆就有了“指星筆”的別稱。

值得一提的是，使用不同“工作介質”的鐳射筆會發出不同波長的光線，因此具有“紅、橙、綠、藍、靛”五種光色，由於670-635奈米波長的紅色鐳射可以直接透過“鐳射二極體”來產生，所以紅色鐳射筆的製造成本是最低的，在同規格、同品質的情況下，售價往往也較低。

除此之外，合格的鐳射筆發出的必定是單色光，即使穿過三稜鏡也不會產生色散現象，而普通的彩色燈具發出的有色光往往是由紅、綠、藍三基色混合而成的複色光，一穿過三稜鏡就會“現形”。

鐳射筆的工作介質有固體（如三硼酸鋰銫晶體）和氣體（如二氧化碳）之分。綠色光線的一般都是固體鐳射器，主要部件有激勵源、聚光腔、諧振腔反射鏡。

激勵源大多為氪弧燈、碘鎢燈或鉀銣燈；固體工作介質則是非線性晶體。

將具有“受激發射”作用的金屬離子摻入晶體中，就能將激勵源產生的光能轉換為1000奈米左右的近紅外鐳射，再經過聚光腔和諧振腔反射鏡將倍頻轉換為532奈米，如此一來，發射出去的鐳射就成為綠色了。

採用綠色光線作為指星筆並不是光線本身有什麼特殊之處，而是由於人類的肉眼對綠色光線的感知最敏感，即使是5mW(IIIA)的低功率綠色鐳射，在光汙染較強的夜晚也能顯得十分清晰瑞利。

這就意味著你哪怕隨便買一隻幾十元的廉價鐳射筆，只要它發出的是綠色光線，你朝天發射就必定能看見一束筆直明亮的“綠線”直指蒼穹。

由此可見，指星筆的選擇主要側重於光色，而非功率。事實上，大功率的鐳射筆體積也偏大，便攜性相對就變低了，主要用於有強光干擾的複雜環境中（譬如白天或明亮的展廳內），用來指星是沒有任何意義的，畢竟夜空不存在強光干擾。

並且，所有合格的鐳射筆發射的光束除了在強光環境下的明亮度不同之外，並沒有任何差異——無論鐳射指示器的功率有多大，朝天發射的光束都會在同樣的高度“忽然斷掉”，這是在“丁達爾效應”下產生的一種視覺現象。

有一件事情應該不難想到：人類的肉眼本來就無法從側面或後面看見光，因為肉眼是透過感知光子來看東西的，站在光線的側面就意味著沒有任何光子能進入我們眼睛，那我們又如何看見光呢？

我們之所以在使用鐳射指示器的時候，能在側面看見一條明亮的線條，是由於空氣中存在大量粒子，其中有許多粒子的直徑小於入射光的波長，於是會將光線散射到四周，當這些被散射出來的光線進入我們的眼睛時，我們就從側面“看見了”鐳射，這種現象就被稱為“丁達爾效應”。

從這個意義上來講，我們看見的並不是鐳射本身，而是鐳射撞到空氣粒子時發散出來的“散射光”。

然而當光線穿過大氣層之後就沒有空氣了，自然也就無法產生丁達爾效應了，故而一束朝天發射的鐳射，一旦穿過大氣層就必定會“忽然消失在視野中”——無論功率多高的鐳射都不例外。

光柱斷掉的地方就是大氣層和外太空的交界點，你能看到的光柱是空氣中雜質反光，出了大氣層就沒有明顯的反光介質了。