Laser je gotov. Svojim rukama izrađujemo snažan laser za pečenje od DVD pogona

Danas ćemo govoriti o tome kako sami napraviti snažan zeleni ili plavi laser kod kuće od improviziranih materijala vlastitim rukama. Također ćemo razmotriti crteže, dijagrame i uređaj domaćih laserskih pokazivača sa snopom paljenja i dometom do 20 km.

Osnova laserskog uređaja je optički kvantni generator koji, koristeći električnu, toplinsku, kemijsku ili drugu energiju, proizvodi lasersku zraku.

Rad lasera temelji se na fenomenu stimuliranog (induciranog) zračenja. Lasersko zračenje može biti kontinuirano, s konstantnom snagom, ili impulsno, dosežući iznimno velike vršne snage. Suština fenomena je da pobuđeni atom može emitirati foton pod utjecajem drugog fotona bez njegove apsorpcije, ako je energija potonjeg jednaka razlici u energijama razina atoma prije i poslije emisija. U ovom slučaju, emitirani foton je koherentan fotonu koji je uzrokovao zračenje, odnosno njegova je točna kopija. Ovako se pojačava svjetlost. Ovaj fenomen se razlikuje od spontane emisije, u kojoj emitirani fotoni imaju nasumične smjerove širenja, polarizaciju i fazu.
Vjerojatnost da će nasumični foton izazvati stimuliranu emisiju pobuđenog atoma točno je jednaka vjerojatnosti apsorpcije tog fotona od strane atoma u nepobuđenom stanju. Stoga je za pojačavanje svjetlosti potrebno da u mediju bude više pobuđenih atoma nego nepobuđenih. U stanju ravnoteže ovaj uvjet nije zadovoljen pa se koriste različiti sustavi za pumpanje laserskog aktivnog medija (optički, električni, kemijski itd.). U nekim shemama radni element lasera se koristi kao optičko pojačalo za zračenje iz drugog izvora.

U kvantnom generatoru nema vanjskog fotonskog toka, unutar njega se stvara inverzna populacija uz pomoć različitih izvora pumpe. Ovisno o izvorima, postoje različite metode crpljenja:
optička - snažna bljeskalica;
ispuštanje plina u radnoj tvari (aktivni medij);
injektiranje (transfer) nosilaca struje u poluvodiču u zoni
rn prijelazi;
elektronska pobuda (vakuumsko zračenje čistog poluvodiča strujom elektrona);
toplinski (zagrijavanje plina s njegovim naknadnim brzim hlađenjem;
kemijski (koristeći energiju kemijskih reakcija) i neke druge.

Primarni izvor generiranja je proces spontane emisije, stoga je za osiguranje kontinuiteta generiranja fotona potrebna pozitivna povratna sprega, zbog koje emitirani fotoni izazivaju naknadne aktove stimulirane emisije. Da biste to učinili, laserski aktivni medij stavlja se u optički rezonator. U najjednostavnijem slučaju, sastoji se od dva zrcala, od kojih je jedno prozirno - laserska zraka kroz nju djelomično izlazi iz rezonatora.

Reflektirajući se od zrcala, snop zračenja više puta prolazi kroz rezonator, uzrokujući inducirane prijelaze u njemu. Zračenje može biti kontinuirano ili impulsno. Istodobno, korištenjem raznih uređaja za brzo isključivanje i uključivanje povratne sprege i na taj način smanjivanje trajanja impulsa, moguće je stvoriti uvjete za generiranje zračenja vrlo velike snage - to su takozvani divovski impulsi. Ovaj način rada lasera naziva se Q-switched mode.
Laserska zraka je koherentna, jednobojna, polarizirana uska zraka svjetlosti. Jednom riječju, ovo je snop svjetlosti koji emitiraju ne samo sinkroni izvori, već i u vrlo uskom rasponu, i usmjeren. Neka vrsta izrazito koncentriranog svjetlosnog toka.

Zračenje koje generira laser je monokromatsko, vjerojatnost emitiranja fotona određene valne duljine veća je od one usko raspoređenog povezanog sa širenjem spektralne linije, a vjerojatnost induciranih prijelaza na ovoj frekvenciji također ima maksimum . Stoga će postupno u procesu generiranja fotoni određene valne duljine dominirati nad svim ostalim fotonima. Osim toga, zbog posebnog rasporeda zrcala, samo oni fotoni koji se šire u smjeru paralelnom s optičkom osi rezonatora na maloj udaljenosti od nje pohranjuju se u laserskoj zraki, ostali fotoni brzo napuštaju volumen rezonatora . Dakle, laserska zraka ima vrlo mali kut divergencije. Konačno, laserska zraka ima strogo definiranu polarizaciju. Za to se u rezonator uvode različiti polarizatori, na primjer, to mogu biti ravne staklene ploče postavljene pod Brewsterovim kutom u odnosu na smjer širenja laserske zrake.

Radni fluid koji se koristi u laseru ovisi o radnoj valnoj duljini njegove valne duljine, kao i drugim svojstvima. Radno tijelo se "pumpa" energijom kako bi se dobio efekt inverzije elektronske populacije, što uzrokuje stimuliranu emisiju fotona i učinak optičkog pojačanja. Najjednostavniji oblik optičkog rezonatora su dva paralelna zrcala (mogu ih biti i četiri ili više) smještena oko radnog tijela lasera. Potaknuto zračenje radnog tijela reflektira se natrag od ogledala i ponovno se pojačava. Do trenutka izlaska prema van, val se može višestruko reflektirati.

Dakle, ukratko formulirajmo uvjete potrebne za stvaranje izvora koherentne svjetlosti:

potrebna vam je radna tvar s inverznom populacijom. Tek tada je moguće dobiti pojačanje svjetlosti zbog prisilnih prijelaza;
radnu tvar treba postaviti između zrcala koja daju povratnu informaciju;
pojačanje koje daje radna tvar, što znači da broj pobuđenih atoma ili molekula u radnoj tvari mora biti veći od granične vrijednosti, koja ovisi o koeficijentu refleksije izlaznog zrcala.

U dizajnu lasera mogu se koristiti sljedeće vrste radnih tijela:

Tekućina. Koristi se kao radna tekućina, na primjer, u laserima za bojenje. Sastav uključuje organsko otapalo (metanol, etanol ili etilen glikol), u kojem su otopljene kemijske boje (kumarin ili rodamin). Radna valna duljina tekućih lasera određena je konfiguracijom korištenih molekula bojila.

Plinovi. Konkretno, mješavine ugljičnog dioksida, argona, kriptona ili plina, kao u helij-neonskim laserima. “Pumpanje” energije ovih lasera najčešće se provodi uz pomoć električnih pražnjenja.
Čvrste tvari (kristali i čaše). Čvrsti materijal takvih radnih tijela aktivira se (legira) dodavanjem male količine iona kroma, neodima, erbija ili titana. Kristali koji se obično koriste su itrij aluminij granat, itrij litij fluorid, safir (aluminijev oksid) i silikatno staklo. Solid state laseri se obično "pumpaju" bljeskalicom ili drugim laserom.

Poluvodiči. Materijal u kojem prijelaz elektrona između energetskih razina može biti popraćen zračenjem. Poluvodički laseri su vrlo kompaktni, "pumpani" električnom strujom, što im omogućuje korištenje u potrošačkim uređajima poput CD playera.

Da biste pojačalo pretvorili u generator, morate organizirati povratne informacije. U laserima se to postiže postavljanjem aktivne tvari između reflektirajućih površina (zrcala) koje tvore tzv. „otvoreni rezonator“ zbog činjenice da se dio energije koju emitira djelatna tvar reflektira od zrcala i opet vraća natrag. na aktivnu tvar.

U laseru se koriste optičke šupljine raznih vrsta - s ravnim zrcalima, sferne, kombinacije ravnih i sfernih itd. U optičkim šupljinama koje daju povratnu informaciju u laseru, samo određene vrste oscilacija elektromagnetskog polja, koje se nazivaju prirodne oscilacije ili modovi rezonatora, može biti uzbuđen.

Modovi su karakterizirani frekvencijom i oblikom, tj. prostornom raspodjelom oscilacija. U rezonatoru s ravnim zrcalima pretežno se pobuđuju vrste oscilacija koje odgovaraju ravnim valovima koji se šire duž osi rezonatora. Sustav dvaju paralelnih zrcala rezonira samo na određenim frekvencijama - a također u laseru obavlja ulogu koju oscilatorni krug ima u konvencionalnim generatorima niske frekvencije.

Korištenje otvorenog rezonatora (umjesto zatvorenog - zatvorena metalna šupljina - karakteristika mikrovalnog raspona) je temeljna, budući da je u optičkom području rezonator dimenzija L = ? (L je karakteristična veličina rezonatora,? je valna duljina) jednostavno se ne može napraviti, a za L >> ? zatvoreni rezonator gubi svoja rezonantna svojstva jer broj mogućih modova titranja postaje toliko velik da se preklapaju.

Odsutnost bočnih stijenki značajno smanjuje broj mogućih vrsta oscilacija (moda) zbog činjenice da valovi koji se šire pod kutom u odnosu na os rezonatora brzo prelaze njegove granice i omogućuje očuvanje rezonantnih svojstava rezonatora pri L >> ?. Međutim, rezonator u laseru ne samo da daje povratnu informaciju vraćajući zračenje reflektirano od zrcala u aktivnu tvar, već također određuje spektar laserskog zračenja, njegove energetske karakteristike i usmjerenost zračenja.
U najjednostavnijoj aproksimaciji ravnog vala, uvjet rezonancije u rezonatoru s ravnim zrcalima je da cijeli broj poluvalova stane duž duljine rezonatora: L=q(?/2) (q je cijeli broj), što dovodi do izraza za frekvenciju tipa titranja s indeksom q: ?q=q(C/2L). Kao rezultat toga, emisijski spektar L., u pravilu, je skup uskih spektralnih linija, među kojima su intervali isti i jednaki c / 2L. Broj linija (komponenti) za zadanu duljinu L ovisi o svojstvima aktivnog medija, tj. o spektru spontane emisije na korištenom kvantnom prijelazu, i može doseći nekoliko desetaka i stotina. Pod određenim uvjetima, pokazalo se da je moguće izolirati jednu spektralnu komponentu, tj. provesti jednomodni režim generiranja. Spektralna širina svake od komponenti određena je gubicima energije u rezonatoru i, prije svega, prijenosom i apsorpcijom svjetlosti zrcala.

Frekvencijski profil pojačanja u radnom mediju (određen je širinom i oblikom linije radnog medija) i skup vlastitih frekvencija otvorenog rezonatora. Za otvorene rezonatore s visokim faktorom kvalitete koji se koriste u laserima, širina pojasa šupljine ??p, koja određuje širinu rezonancijskih krivulja pojedinih modova, pa čak i udaljenost između susjednih modova ??h, ispada da je manja od pojačanja širina linije ??h, pa čak i kod plinskih lasera, gdje je proširenje linije minimalno. Stoga u krug pojačanja pada nekoliko vrsta oscilacija rezonatora.

Dakle, laser ne mora nužno generirati na jednoj frekvenciji, češće se, naprotiv, generiranje događa istovremeno na nekoliko vrsta oscilacija, za koji dobitak? više gubitaka u rezonatoru. Da bi laser radio na jednoj frekvenciji (u jednofrekventnom načinu rada), obično je potrebno poduzeti posebne mjere (npr. povećati gubitke, kao što je prikazano na slici 3) ili promijeniti razmak između zrcala tako da samo jedna moda. Budući da je u optici, kao što je gore navedeno, ?h > ?p i frekvencija generiranja u laseru određena je uglavnom frekvencijom rezonatora, potrebno je stabilizirati rezonator kako bi se frekvencija generiranja održala stabilnom. Dakle, ako dobitak u radnoj tvari pokriva gubitke u rezonatoru za određene vrste oscilacija, na njima dolazi do generiranja. Sjeme za njegovu pojavu je, kao i kod svakog generatora, buka, koja je spontana emisija u laserima.
Da bi aktivni medij emitirao koherentnu monokromatsku svjetlost, potrebno je uvesti povratnu spregu, tj. poslati dio svjetlosnog toka koji ovaj medij emitira natrag u medij za stimuliranu emisiju. Pozitivna povratna sprega provodi se pomoću optičkih šupljina, koje su u osnovnoj verziji dva koaksijalna (paralelna i duž jedne osi) zrcala, od kojih je jedno prozirno, a drugo je "gluho", tj. potpuno reflektira svjetlosni tok. Radna tvar (aktivni medij), u kojoj se stvara inverzna populacija, smještena je između zrcala. Stimulirano zračenje prolazi kroz aktivni medij, pojačava se, reflektira se od zrcala, opet prolazi kroz medij i dalje se pojačava. Kroz prozirno zrcalo dio zračenja se emitira u vanjski medij, a dio se reflektira natrag u medij i ponovno pojačava. Pod određenim uvjetima, tok fotona unutar radne tvari počet će rasti poput lavine i počet će stvaranje monokromatskog koherentnog svjetla.

Princip rada optičkog rezonatora, prevladavajući broj čestica radne tvari, predstavljenih svjetlosnim krugovima, nalaze se u osnovnom stanju, tj. na nižoj energetskoj razini. Samo mali broj čestica, predstavljenih tamnim krugovima, je u elektronički pobuđenom stanju. Kada je radna tvar izložena izvoru pumpanja, glavni broj čestica prelazi u pobuđeno stanje (broj tamnih krugova se povećao) i stvara se inverzna populacija. Nadalje (slika 2c) dolazi do spontane emisije nekih čestica u elektronički pobuđenom stanju. Zračenje usmjereno pod kutom prema osi rezonatora napustit će radnu tvar i rezonator. Zračenje usmjereno duž osi rezonatora približit će se površini zrcala.

Kod poluprozirnog zrcala dio zračenja će proći kroz njega u okolinu, a dio će se reflektirati i ponovno usmjeriti na radnu tvar, uključujući čestice u pobuđenom stanju u procesu stimulirane emisije.

Na “gluhom” zrcalu će se cijeli tok zraka reflektirati i ponovno proći kroz radnu tvar, izazivajući zračenje svih preostalih pobuđenih čestica, što odražava situaciju kada su sve pobuđene čestice odustale od pohranjene energije, a na na izlazu rezonatora, na strani poluprozirnog zrcala nastao je snažan tok induciranog zračenja.

Glavni strukturni elementi lasera uključuju radnu tvar s određenim energetskim razinama njihovih sastavnih atoma i molekula, izvor pumpe koji stvara inverznu populaciju u radnoj tvari i optički rezonator. Postoji veliki broj različitih lasera, ali svi imaju isti i, štoviše, jednostavnu shemu sklopa uređaja, koja je prikazana na Sl. 3.

Iznimka su poluvodički laseri zbog svoje specifičnosti, jer imaju sve posebno: fiziku procesa, metode crpljenja i dizajn. Poluvodiči su kristalne formacije. U zasebnom atomu energija elektrona poprima strogo definirane diskretne vrijednosti, pa se stoga energetska stanja elektrona u atomu opisuju u terminima razina. U poluvodičkom kristalu razine energije tvore energetske pojaseve. U čistom poluvodiču koji ne sadrži nikakve nečistoće postoje dva pojasa: takozvani valentni pojas i vodljivi pojas koji se nalazi iznad njega (na energetskoj ljestvici).

Između njih postoji jaz zabranjenih energetskih vrijednosti, koji se naziva pojas. Pri temperaturi poluvodiča jednakoj apsolutnoj nuli, valentni pojas mora biti potpuno ispunjen elektronima, a vodljivi pojas mora biti prazan. U stvarnim uvjetima temperatura je uvijek iznad apsolutne nule. Ali povećanje temperature dovodi do toplinske pobude elektrona, neki od njih skaču iz valentnog pojasa u vodljivi pojas.

Kao rezultat ovog procesa, u vodljivom pojasu pojavljuje se određeni (relativno mali) broj elektrona, a odgovarajući broj elektrona će nedostajati u valentnom pojasu dok se potpuno ne popuni. Prazan prostor elektrona u valentnom pojasu predstavljen je pozitivno nabijenom česticom, koja se naziva rupa. Kvantni prijelaz elektrona kroz pojas odozdo prema gore smatra se procesom stvaranja para elektron-rupa, s elektronima koncentriranim na donjem rubu vodljivog pojasa, a rupama - na gornjem rubu valentnog pojasa. . Prijelazi kroz zabranjenu zonu mogući su ne samo odozdo prema gore, već i odozgo prema dolje. Taj se proces naziva rekombinacija elektron-rupa.

Kada se čisti poluvodič ozrači svjetlošću čija energija fotona nešto premašuje pojasni razmak, u poluvodičkom kristalu mogu se pojaviti tri vrste interakcije svjetlosti s tvari: apsorpcija, spontana emisija i stimulirana emisija svjetlosti. Prva vrsta interakcije je moguća kada foton apsorbira elektron koji se nalazi blizu gornjeg ruba valentnog pojasa. U tom slučaju, energetska snaga elektrona postat će dovoljna za prevladavanje pojasnog pojasa i izvršit će kvantni prijelaz u pojas vodljivosti. Spontana emisija svjetlosti moguća je uz spontani povratak elektrona iz vodljivog pojasa u valentni pojas uz emisiju energetskog kvanta – fotona. Vanjsko zračenje može pokrenuti prijelaz u valentni pojas elektrona koji se nalazi blizu donjeg ruba vodljivog pojasa. Rezultat ove treće vrste interakcije svjetlosti s tvari poluvodiča bit će rađanje sekundarnog fotona, identičnog po svojim parametrima i smjeru gibanja fotonu koji je inicirao prijelaz.

Za generiranje laserskog zračenja potrebno je stvoriti inverznu populaciju "radnih razina" u poluvodiču - stvoriti dovoljno visoku koncentraciju elektrona na donjem rubu vodljivog pojasa i, sukladno tome, visoku koncentraciju rupa na rubu valentnog pojasa. U te svrhe čisti poluvodički laseri obično koriste pumpanje elektronskom zrakom.

Zrcala rezonatora su polirani rubovi poluvodičkog kristala. Nedostatak takvih lasera je što mnogi poluvodički materijali stvaraju lasersko zračenje samo pri vrlo niskim temperaturama, a bombardiranje poluvodičkih kristala elektronskom zrakom uzrokuje njihovo snažno zagrijavanje. To zahtijeva dodatne uređaje za hlađenje, što komplicira dizajn uređaja i povećava njegove dimenzije.

Svojstva dopiranih poluvodiča značajno se razlikuju od svojstava nedopiranih, čistih poluvodiča. To je zbog činjenice da atomi nekih nečistoća lako doniraju jedan od svojih elektrona vodljivom pojasu. Te se nečistoće nazivaju donorskim nečistoćama, a poluvodič s takvim nečistoćama naziva se n-poluvodič. Atomi drugih nečistoća, naprotiv, hvataju jedan elektron iz valentnog pojasa, te su takve nečistoće akceptorske, a poluvodič s takvim nečistoćama je p-poluvodič. Energetska razina atoma nečistoće nalazi se unutar pojasa: za n-poluvodiče, nedaleko od donjeg ruba vodljivog pojasa; za f-poluvodiče, blizu gornjeg ruba valentnog pojasa.

Ako se u ovom području stvori električni napon tako da postoji pozitivan pol na strani p-poluvodiča, a negativan pol na strani n-poluvodiča, tada pod djelovanjem električnog polja elektroni iz n-poluvodiča -poluvodič i rupe iz p-poluvodiča će se pomaknuti (injektirati) u područje pn - prijelaz.

Tijekom rekombinacije elektrona i rupa, emitirat će se fotoni, a uz prisutnost optičkog rezonatora moguća je generacija laserskog zračenja.

Zrcala optičkog rezonatora su polirane površine poluvodičkog kristala, orijentirane okomito na pn spojnu ravninu. Takve lasere karakterizira minijaturizacija, budući da dimenzije poluvodičkog aktivnog elementa mogu biti oko 1 mm.

Ovisno o značajci koja se razmatra, svi laseri su podijeljeni na sljedeći način).

Prvi znak. Uobičajeno je razlikovati laserska pojačala i generatore. U pojačalima se na ulaz dovodi slabo lasersko zračenje, a na izlazu se odgovarajuće pojačava. U generatorima nema vanjskog zračenja, ono nastaje u radnoj tvari zbog njezine pobude uz pomoć različitih izvora pumpe. Svi medicinski laserski uređaji su generatori.

Drugi znak je fizičko stanje radne tvari. U skladu s tim laseri se dijele na krute (rubin, safir itd.), plinske (helij-neon, helij-kadmij, argon, ugljični dioksid itd.), tekuće (tekući dielektrik s nečistoćama radnih atoma rijetkih zemljanih metala) i poluvodiča (arsenid-galij, arsenid-fosfid-galij, selenid-olovo itd.).

Metoda uzbude radne tvari je treća prepoznatljiva značajka lasera. Ovisno o izvoru pobude, razlikuju se laseri s optičkim crpljenjem, s pumpanjem uslijed plinskog pražnjenja, elektroničkom pobudom, ubrizgavanjem nosača naboja, s toplinskim, kemijskim crpljenjem i još neki.

Emisioni spektar lasera je sljedeći znak klasifikacije. Ako je zračenje koncentrirano u uskom rasponu valnih duljina, tada je uobičajeno da se laser smatra monokromatskim i određena je valna duljina naznačena u njegovim tehničkim podacima; ako je u širokom rasponu, tada laser treba smatrati širokopojasnim i treba naznačiti raspon valnih duljina.

Prema prirodi emitirane energije razlikuju se pulsni laseri i laseri s kontinuiranim valovima. Ne treba brkati koncepte pulsnog lasera i lasera s frekvencijskom modulacijom kontinuiranog zračenja, jer u drugom slučaju dobivamo, zapravo, diskontinuirano zračenje različitih frekvencija. Impulsni laseri imaju veliku snagu u jednom impulsu, koja doseže 10 W, dok je njihova prosječna impulsna snaga, određena odgovarajućim formulama, relativno mala. Za cw lasere s frekvencijskom modulacijom snaga u tzv. pulsu je manja od snage kontinuiranog zračenja.

Prema prosječnoj izlaznoj snazi ​​zračenja (sljedeća klasifikacijska karakteristika), laseri se dijele na:

· visokoenergetski (stvorena snaga zračenja gustoće toka na površini objekta ili biološkog objekta - više od 10 W/cm2);

srednje-energetski (stvorena snaga zračenja gustoće toka - od 0,4 do 10 W / cm2);

· niskoenergetski (stvorena snaga zračenja gustoće toka - manje od 0,4 W/cm2).

meka (stvorena energetska izloženost - E ili gustoća toka snage na ozračenoj površini - do 4 mW/cm2);

prosjek (E - od 4 do 30 mW/cm2);

tvrdi (E - više od 30 mW / cm2).

Sukladno sanitarnim normama i pravilima za projektiranje i rad lasera br. 5804-91, prema stupnju opasnosti generiranog zračenja za operativno osoblje, laseri se dijele u četiri razreda.

Laseri prve klase uključuju takve tehničke uređaje čije izlazno kolimirano (sadržano u ograničenom čvrstom kutu) zračenje ne predstavlja opasnost kada se ozrači za oči i kožu osobe.

Laseri druge klase su uređaji čije je izlazno zračenje opasno kada se ozrače oči izravnim i reflektiranim zračenjem.

Laseri treće klase su uređaji čije je izlazno zračenje opasno kada su oči izložene izravnom i zrcalno reflektiranom, kao i difuzno reflektiranom zračenju na udaljenosti od 10 cm od difuzno reflektirajuće površine i (ili) kada je koža izložena na izravno i zrcalno reflektirano zračenje.

Laseri četvrte klase su uređaji čije je izlazno zračenje opasno kada je koža izložena difuzno reflektiranom zračenju na udaljenosti od 10 cm od difuzno reflektirajuće površine.

Čovjek je naučio mnoge tehničke izume promatrajući prirodne pojave, analizirajući ih i primjenjujući stečeno znanje u okolnoj stvarnosti. Tako je čovjek dobio sposobnost paljenja vatre, stvorio kotač, naučio generirati električnu energiju, dobio kontrolu nad nuklearnom reakcijom.

Za razliku od svih ovih izuma, laser nema analoga u prirodi. Njegov nastanak povezan je isključivo s teorijskim pretpostavkama u okviru nove kvantne fizike. Postojanje principa koji je bio temelj lasera predvidio je početkom 20. stoljeća najveći znanstvenik Albert Einstein.

Riječ "laser" pojavila se kao rezultat redukcije pet riječi koje opisuju bit fizičkog procesa na prva slova. U ruskoj verziji ovaj se proces naziva "pojačavanjem svjetlosti uz pomoć stimulirane emisije".

Prema principu svog rada, laser je kvantni generator fotona. Bit fenomena koji je u njegovoj osnovi je da pod djelovanjem energije u obliku fotona, atom emitira drugi foton, koji je identičan prvom po smjeru kretanja, njegovoj fazi i polarizaciji. Kao rezultat toga, emitirano svjetlo je pojačano.

Ovaj fenomen je nemoguć u uvjetima termodinamičke ravnoteže. Za stvaranje induciranog zračenja koriste se različite metode: električne, kemijske, plinske i druge. Laseri koji se koriste u kući (laserski diskovi, laserski pisači). poluvodička metoda stimulacija zračenja pod djelovanjem električne struje.

Princip rada je prolazak strujanja zraka kroz grijač u cijev pištolja za vrući zrak i nakon postizanja zadanih temperatura ulazi u dio koji se lemi kroz posebne mlaznice.

U slučaju kvara, inverter za zavarivanje se može popraviti ručno. Možete pročitati savjete za popravak.

Osim toga, neophodna komponenta bilo kojeg punopravnog lasera je optički rezonator, čija je funkcija da pojača snop svjetlosti reflektirajući ga više puta. U tu svrhu koriste se zrcala u laserskim sustavima.

Treba reći da je stvaranje stvarnog snažnog lasera vlastitim rukama kod kuće nerealno. Da biste to učinili, potrebno je imati posebna znanja, provesti složene izračune i imati dobru materijalno-tehničku bazu.

Na primjer, laserski strojevi koji mogu rezati metal izuzetno su vrući i zahtijevaju ekstremne mjere hlađenja, uključujući korištenje tekućeg dušika. Osim toga, uređaji temeljeni na kvantnom principu iznimno su hiroviti, zahtijevaju najfinije podešavanje i ne podnose ni najmanje odstupanje od traženih parametara.

Potrebne komponente za montažu

Za sastavljanje laserskog kruga vlastitim rukama trebat će vam:

• Prepisivi DVD-ROM (RW). Uključuje crvenu lasersku diodu snage 300 mW. Možete koristiti laserske diode od BLU-RAY-ROM-RW - emitiraju ljubičasto svjetlo snage 150 mW. Za naše potrebe, najbolji ROM-ovi su oni s većom brzinom pisanja: moćniji su.
• Puls NCP1529. Pretvarač daje struju od 1A, stabilizira napon u rasponu od 0,9-3,9 V. Ovi pokazatelji su idealni za našu lasersku diodu, kojoj je potreban konstantan napon od 3 V.
• Kolimator za dobivanje ravnomjernog snopa svjetlosti. Sada su u prodaji brojni laserski moduli raznih proizvođača, uključujući kolimatore.
• Izlazna leća iz ROM-a.
• Kućište, na primjer, od laserskog pokazivača ili svjetiljke.
• Žice.
• Baterije 3,6 V.

Za spajanje dijelova bit će potrebno odrediti koji je kabel faza, a gdje je nula i zemlja. To će pomoći takvom alatu kao što je.

Na taj način se može sastaviti najjednostavniji laser. Što može učiniti takvo ručno "pojačalo svjetla":

• Zapalite šibicu iz daljine.
• Otopite plastične vrećice i tanak papir.
• Emitirajte snop na udaljenosti većoj od 100 metara.

Takav laser je opasan: neće spaliti kožu ili odjeću, ali može oštetiti oči.

Stoga morate pažljivo koristiti takav uređaj: nemojte ga sjati na reflektirajuće površine (ogledala, naočale, reflektore) i općenito budite izuzetno oprezni - snop može naštetiti ako udari u oko čak i s udaljenosti od jedne stotinjak metara.

Uradi sam laser na videu

Izrada snažnog gorućeg lasera vlastitim rukama jednostavan je zadatak, međutim, osim mogućnosti korištenja lemilice, bit će potrebna briga i točnost pristupa. Odmah treba napomenuti da ovdje nije potrebno duboko poznavanje elektrotehnike, a uređaj možete napraviti čak i kod kuće. Glavna stvar tijekom rada je poštivanje sigurnosnih mjera, budući da je izlaganje laserskoj zraki štetno za oči i kožu.

Laser je opasna igračka koja može štetiti zdravlju ako se nepažljivo koristi. Nemojte usmjeravati laser na ljude ili životinje!

Što će biti potrebno?

Svaki laser može se podijeliti na nekoliko komponenti:

• emiter svjetlosnog toka;
• optika;
• izvor energije;
• stabilizator struje (driver).

Da biste napravili snažan domaći laser, sve ove komponente morate razmotriti zasebno. Najpraktičniji i najlakši za sastavljanje je laser na bazi laserske diode, a mi ćemo to razmotriti u ovom članku.

Gdje mogu nabaviti diodu za laser?

Radno tijelo bilo kojeg lasera je laserska dioda. Možete ga kupiti u gotovo svakoj radio trgovini ili ga nabaviti s neispravnog CD pogona. Činjenica je da je neoperabilnost pogona rijetko povezana s kvarom laserske diode. Imajući na raspolaganju pokvareni pogon, možete dobiti željeni element bez dodatnih troškova. Ali morate uzeti u obzir da njegova vrsta i svojstva ovise o modifikaciji pogona.

Najslabiji laser koji radi u infracrvenom području ugrađen je u CD-ROM pogone. Snaga mu je dovoljna samo za čitanje CD-a, a snop je gotovo nevidljiv i nije u stanju proći kroz predmete. CD-RW ima snažniju lasersku diodu, prikladnu za snimanje i ocijenjena za istu valnu duljinu. Smatra se najopasnijim, jer emitira snop u spektru nevidljivom oku.

DVD-ROM pogon je opremljen s dvije slabe laserske diode, koje imaju dovoljno energije samo za čitanje CD-a i DVD-a. DVD-RW snimač ima crveni laser velike snage. Njegov je snop vidljiv pri svakom svjetlu i može lako zapaliti neke predmete.

BD-ROM ima ljubičasti ili plavi laser, koji je po parametrima sličan DVD-ROM-u. Od BD-RE pisača možete dobiti najmoćniju lasersku diodu s prekrasnim ljubičastim ili plavim snopom koji može izgorjeti. Međutim, prilično je teško pronaći takav pogon za rastavljanje, a radni uređaj je skup.

Najprikladnija je laserska dioda uzeta iz snimača DVD-RW diskova. Najkvalitetnije laserske diode ugrađene su u LG, Sony i Samsung pogone.

Što je veća brzina pisanja na DVD pogon, to je snažnija laserska dioda ugrađena u njega.

Demontaža pogona

S pogonom ispred njih, prvo što trebate učiniti je ukloniti gornji poklopac odvrnuvši 4 vijka. Zatim se uklanja pokretni mehanizam koji se nalazi u sredini i fleksibilnim kabelom je spojen na tiskanu ploču. Sljedeća meta je laserska dioda pouzdano utisnuta u radijator od aluminija ili duraluminijske legure. Prije demontaže preporuča se osigurati zaštitu od statičkog elektriciteta. Da biste to učinili, vodi laserske diode su zalemljeni ili omotani tankom bakrenom žicom.

Nadalje, moguće su dvije opcije. Prvi uključuje rad gotovog lasera u obliku stacionarne instalacije zajedno sa standardnim radijatorom. Druga mogućnost je sastavljanje uređaja u tijelo prijenosne svjetiljke ili laserskog pokazivača. U tom slučaju, morat ćete primijeniti silu da progrizete ili izrežete radijator bez oštećenja zračećeg elementa.

Vozač

Napajanju lasera treba pristupiti odgovorno. Kao i kod LED dioda, ovo mora biti izvor konstantne struje. Na internetu postoji mnogo sklopova koji se napajaju baterijom ili baterijom preko ograničavajućeg otpornika. Dostatnost takvog rješenja je upitna, budući da napon na bateriji ili bateriji varira ovisno o razini napunjenosti. Sukladno tome, struja koja teče kroz lasersku diodu uvelike će odstupiti od nominalne vrijednosti. Kao rezultat toga, uređaj neće raditi učinkovito pri niskim strujama, a pri visokim strujama to će dovesti do brzog smanjenja intenziteta njegovog zračenja.

Najbolja opcija je korištenje najjednostavnijeg stabilizatora struje izgrađenog na bazi. Ovaj mikrosklop spada u kategoriju univerzalnih integriranih stabilizatora s mogućnošću samostalnog postavljanja struje i napona na izlazu. Mikrokrug radi u širokom rasponu ulaznih napona: od 3 do 40 volti.

Analog LM317 je domaći čip KR142EN12.

Za prvi laboratorijski pokus prikladna je shema u nastavku. Izračun jedinog otpornika u krugu provodi se prema formuli: R = I / 1,25, gdje je I nazivna laserska struja (referentna vrijednost).

Ponekad se na izlazu stabilizatora paralelno s diodom ugrađuju polarni kondenzator od 2200 uFx16 V i nepolarni kondenzator od 0,1 uF. Njihovo sudjelovanje opravdano je u slučaju dovoda napona na ulaz iz stacionarnog napajanja, koji može propustiti beznačajnu promjenjivu komponentu i impulsni šum. Jedan od ovih sklopova, dizajniran za napajanje iz Krona baterije ili male baterije, prikazan je u nastavku.

Na dijagramu je prikazana približna vrijednost otpornika R1. Za njegov točan izračun morate koristiti gornju formulu.

Nakon što ste sastavili električni krug, možete napraviti preliminarno uključivanje i, kao dokaz operativnosti kruga, promatrati jarko crveno raspršeno svjetlo emitirajuće diode. Nakon mjerenja stvarne struje i temperature kućišta, vrijedi razmisliti o potrebi ugradnje radijatora. Ako se laser koristi u stacionarnoj instalaciji na velikim strujama dulje vrijeme, tada se mora osigurati pasivno hlađenje. Sada, za postizanje cilja, ostaje vrlo malo: usredotočiti se i dobiti uski snop velike snage.

Optika

Znanstveno rečeno, vrijeme je za izradu jednostavnog kolimatora, uređaja za dobivanje snopova paralelnih svjetlosnih zraka. Idealna opcija za tu svrhu bila bi standardna leća uzeta s pogona. Uz njegovu pomoć možete dobiti prilično tanku lasersku zraku promjera oko 1 mm. Količina energije takve zrake dovoljna je da u nekoliko sekundi progori papir, tkaninu i karton, otopi plastiku i spali drvo. Ako fokusirate tanju zraku, tada ovaj laser može rezati šperploču i pleksiglas. No, prilično je teško prilagoditi i sigurno fiksirati objektiv s pogona zbog male žarišne duljine.

Mnogo je lakše izgraditi kolimator na temelju laserskog pokazivača. Osim toga, u njegovo kućište može se staviti drajver i mala baterija. Izlaz će biti snop promjera oko 1,5 mm manjeg efekta gorenja. U maglovitom vremenu ili s obilnim snježnim padalinama mogu se promatrati nevjerojatni svjetlosni efekti usmjeravanjem svjetlosnog toka u nebo.

Putem internet trgovine možete kupiti gotov kolimator, posebno dizajniran za montažu i podešavanje lasera. Njegovo tijelo služit će kao radijator. Poznavajući dimenzije svih komponenti uređaja, možete kupiti jeftinu LED svjetiljku i koristiti njezino tijelo.

U zaključku, želio bih dodati nekoliko fraza o opasnostima laserskog zračenja. Prvo, nikada ne usmjeravajte lasersku zraku u oči ljudi ili životinja. To dovodi do ozbiljnog oštećenja vida. Drugo, nosite zelene naočale dok eksperimentirate s crvenim laserom. One sprječavaju prolaz većine crvene komponente spektra. Količina svjetlosti koja prolazi kroz naočale ovisi o valnoj duljini zračenja. Gledanje laserske zrake sa strane bez zaštitne opreme dopušteno je samo kratko vrijeme. Inače se može pojaviti bol u očima.

Pročitajte također

Jeste li odlučili napraviti nešto nevjerojatno koristeći jednostavne detalje? Laser se u naše vrijeme ne smatra novitetom, ali nije ga teško napraviti kod kuće. Reći ćemo vam kako sami napraviti laser pomoću diskovnog pogona i uobičajene svjetiljke.

Pažnja! Snaga lasera doseže do 250 milivata. Prije početka pokusa vodite računa o svojoj sigurnosti i stavite zaštitne naočale (naočale za zavarivače). Nikada nemojte usmjeravati lasersku zraku na ljude ili životinje, posebno na oči. Laser može ozlijediti osobu.

Kako bismo sami napravili laser potrebno nam je:

1. Uređaj za snimanje DVD diskova.
2. AixiZ laserski pokazivač (možete uzeti još jedan).
3. Odvijač.
4. Svjetiljka.

Kako saznati snagu laserske diode?

Snagu lasera možete odrediti prema karakteristikama brzine pisanja dvoslojnih diskova:

1. Brzina 10X, snaga lasera 170-200 milivata.
2. Brzina 16X, snaga lasera 250-270 milivata.

Uputa. Kako napraviti laser?

Korak 1. Okrenite DVD pogon i otvorite poklopac. Otpuštamo i vadimo kočiju (struktura pogona može se razlikovati, ali svaki pogon ima dvije vodilice po kojima se kočija kreće) i odspojimo sve kabele.

Korak 2. Nakon što smo oslobodili kočiju, nastavljamo odmotavati vijke i dijelove kako bismo oslobodili samu diodu. Pogon može imati dva diodna lasera:

1. Za čitanje diska (infracrvena dioda).
2. Za snimanje diska (crvena dioda).

Desna dioda (crvena) ima ploču pričvršćenu na nju, koristite obično lemilo za otpuštanje diode.

Korak #3. Nakon kratkog postupka, trebali bismo dobiti diodu u ovom obliku.

U svakoj kući postoji stara dotrajala tehnika. Netko ga baci na deponiju, a neki majstori ga pokušavaju iskoristiti za neke domaće izume. Dakle, stari laserski pokazivač može se dobro iskoristiti - moguće je napraviti laserski rezač vlastitim rukama.

Da biste napravili pravi laser od bezopasne sitnice, morate pripremiti sljedeće predmete:

• laserski pokazivač;
• svjetiljka s punjivim baterijama;
• star, možda ne radi CD/DVD-RW snimač. Glavna stvar je da ima pogon s radnim laserom;
• set odvijača i lemilice. Bolje je koristiti markirani rezač, ali u nedostatku običnog može i raditi.

Izrada laserskog rezača

Najprije morate ukloniti laserski rezač s pogona. Ovaj posao nije težak, ali morat ćete biti strpljivi i posvetiti maksimalnu pažnju. Budući da sadrži veliki broj žica, njihova je struktura ista. Prilikom odabira pogona važno je uzeti u obzir prisutnost opcije pisanja, jer upravo u ovom modelu laser može snimati. Snimanje se vrši isparavanjem tankog sloja metala sa samog diska. U slučaju kada laser radi za čitanje, koristi se u pola snage, naglašavajući disk.

Prilikom demontaže gornjih učvršćivača možete pronaći kočiju s laserom koja se nalazi u njoj, koja se može kretati u dva smjera. Treba ga pažljivo ukloniti odvrtanjem, postoji veliki broj odvojivih uređaja i vijaka koje je važno pažljivo ukloniti. Za daljnji rad potrebna je crvena dioda s kojom se vrši spaljivanje. Da biste ga uklonili, trebat će vam lemilo, a također morate pažljivo ukloniti pričvršćivače. Važno je napomenuti da se nezamjenjiv dio za izradu laserskog rezača ne može protresti i ispustiti, stoga se preporučuje oprez pri uklanjanju laserske diode.

Kako će se ukloniti glavni element budućeg laserskog modela, morate sve pažljivo izvagati i shvatiti gdje ga staviti i kako spojiti napajanje, budući da laserska dioda za pisanje treba puno više struje od diode iz laserski pokazivač, a u ovom slučaju možete koristiti nekoliko načina.

Zatim se zamjenjuje dioda u pokazivaču. Za stvaranje snažnog laserskog pokazivača potrebno je ukloniti izvornu diodu, na njezino mjesto potrebno je instalirati sličnu s CD / DVD-RW pogona. Pokazivač se rastavlja u nizu. Mora se odvrnuti i podijeliti na dva dijela, na vrhu je dio koji treba zamijeniti. Stara dioda se uklanja i na njeno mjesto se postavlja potrebna dioda koja se može fiksirati ljepilom. Postoje slučajevi kada može biti teško ukloniti staru diodu, u ovoj situaciji možete koristiti nož i malo protresti pokazivač.

Sljedeći korak bit će izrada novog kućišta. Kako bi se budući laser mogao praktično koristiti, priključite na njega napajanje i da biste mu dali impresivan izgled, možete koristiti torbicu za svjetiljku. Pretvoreni gornji dio laserskog pokazivača ugrađuje se u svjetiljku i napaja se iz punjivih baterija koje se spajaju na diodu. Važno je ne mijenjati polaritet napajanja. Prije sastavljanja svjetiljke potrebno je ukloniti staklo i dijelove pokazivača, jer neće dobro provesti izravni put laserske zrake.

Posljednji korak je priprema za upotrebu. Prije spajanja potrebno je provjeriti snagu laserskog fiksiranja, ispravan spoj polariteta žica i je li laser nivelisan.

Nakon dovršetka ovih jednostavnih koraka, laserski rezač je spreman za upotrebu. Takav laser može se koristiti za spaljivanje papira, polietilena, za paljenje šibica. Opseg može biti opsežan, sve će ovisiti o mašti.

Dodatne točke

Možete napraviti jači laser. Za njegovu proizvodnju trebat će vam:

• DVD-RW pogon, može biti u neradnom stanju;
• kondenzatori 100 pF i 100 mF;
• otpornik 2-5 ohma;
• tri punjive baterije;
• žice s lemilom;
• kolimator;
• čelična LED svjetiljka.

Ovo je nekomplicirani komplet koji dolazi sa montažom drajvera, koji će pomoću ploče dovesti laserski rezač na potrebnu snagu. Izvor struje ne može se spojiti izravno na diodu, jer će se odmah pokvariti. Također je važno uzeti u obzir da se laserska dioda mora napajati strujom, a ne naponom.

Kolimator je kućište opremljeno lećom, zahvaljujući kojoj se sve zrake konvergiraju u jedan uski snop. Takvi se uređaji kupuju u trgovinama radijskih dijelova. Prikladni su po tome što već imaju mjesto za ugradnju laserske diode, a što se tiče cijene, prilično je mala, samo 200-500 rubalja.

Možete, naravno, koristiti futrolu od pokazivača, ali u nju će biti teško pričvrstiti laser. Takvi modeli izrađeni su od plastičnog materijala, a to će dovesti do zagrijavanja kućišta, a ono se neće dovoljno ohladiti.

Princip proizvodnje sličan je prethodnom, budući da se u ovom slučaju koristi i laserska dioda iz DVD-RW pogona.

Tijekom proizvodnje moraju se koristiti antistatičke narukvice.

To je potrebno za uklanjanje statike s laserske diode, vrlo je osjetljiva. U nedostatku narukvica, možete se snaći improviziranim sredstvima - možete namotati tanku žicu oko diode. Sljedeći dolazi vozač.

Prije sastavljanja cijelog uređaja provjerava se rad upravljačkog programa. U tom slučaju potrebno je spojiti neradnu ili drugu diodu i multimetrom izmjeriti snagu dovedene struje. S obzirom na brzinu struje, važno je odabrati njezinu snagu prema normama. Za mnoge modele primjenjiva je struja od 300-350 mA, a za one brže može se koristiti 500 mA, ali za to se mora koristiti potpuno drugačiji drajver.

Naravno, svaki neprofesionalni tehničar može sastaviti takav laser, ali ipak, zbog ljepote i praktičnosti, najrazumnije je sagraditi takav uređaj u estetskijem kućištu, a koji će se koristiti može se odabrati za svaki ukus. Najpraktičnije će ga sastaviti u slučaju LED svjetiljke, budući da su njegove dimenzije kompaktne, samo 10x4 cm. No, ipak, ne morate nositi takav uređaj u džepu, jer to mogu tvrditi nadležna tijela. Takav uređaj najbolje je pohraniti u posebnom koferu kako bi se izbjeglo brisanje prašine s leće.

Važno je ne zaboraviti da je naprava vrsta oružja koju treba koristiti s oprezom i ne smije se usmjeravati na životinje i ljude, jer je vrlo opasna i može biti štetna po zdravlje, a najopasniji je smjer u oči. Opasno je davati takve uređaje djeci.

Laser se može opremiti raznim uređajima, a tada će iz bezopasne igračke izaći prilično moćan nišan za oružje, pneumatsko i vatreno.

Evo nekoliko jednostavnih savjeta za izradu laserskog rezača. Nakon neznatnog poboljšanja ovog dizajna, moguće je izraditi rezače za rezanje akrilnog materijala, šperploče i plastike te za graviranje.

Pozdrav dame i gospodo. Danas otvaram seriju članaka o snažnim laserima, jer habrapoisk kaže da ljudi traže slične članke. Želim vam reći kako možete napraviti prilično moćan laser kod kuće, a također vas naučiti kako koristiti ovu snagu ne samo za "sjaj na oblacima".

Upozorenje!

Članak opisuje proizvodnju lasera velike snage ( 300mW ~ snaga 500 kineskih pokazivača), što može naštetiti vašem zdravlju i zdravlju drugih! Budite izuzetno oprezni! Koristite zaštitne naočale i ne usmjeravajte lasersku zraku prema ljudima ili životinjama!

Hajde da vidimo.

Na Habréu su samo nekoliko puta skliznuli članci o prijenosnim laserima Dragon Lasers, kao što je Hulk. U ovom članku ću vam reći kako možete napraviti laser koji po snazi ​​nije inferioran većini modela koji se prodaju u ovoj trgovini.

Kuhanje.

Prvo morate pripremiti sve komponente:
- neradni (ili radni) DVD-RW pogon sa brzinom snimanja 16x ili većom;
- kondenzatori 100 pF i 100 mF;
- otpornik 2-5 Ohm;
- tri AAA baterije;
- lemilo i žice;
- kolimator (ili kineski pokazivač);
- čelična LED lampa.

To je neophodan minimum za proizvodnju jednostavnog modela vozača. Driver je, zapravo, ploča koja će našu lasersku diodu izbaciti na potrebnu snagu. Ne vrijedi spojiti izvor napajanja izravno na lasersku diodu - neće uspjeti. Lasersku diodu mora napajati struja, a ne napon.

Kolimator je, zapravo, modul s lećom koja sve zračenje reducira u uski snop. Gotovi kolimatori mogu se kupiti u radio trgovinama. Oni već odmah imaju prikladno mjesto za ugradnju laserske diode, a trošak je 200-500 rubalja.

Možete koristiti i kolimator s kineskog pokazivača, međutim, lasersku diodu će biti teško popraviti, a tijelo samog kolimatora najvjerojatnije će biti izrađeno od metalizirane plastike. Dakle, naša dioda će biti slabo ohlađena. Ali i to je moguće. Ovu opciju možete vidjeti na kraju članka.

Radimo.

Prvo morate nabaviti samu lasersku diodu. Ovo je vrlo krhak i mali dio našeg DVD-RW pogona - budite oprezni. Snažna crvena laserska dioda nalazi se u lageru našeg pogona. Možete ga razlikovati od slabog po većem radijatoru od konvencionalne IR diode.

Preporuča se korištenje antistatičke trake za zapešće jer je laserska dioda vrlo osjetljiva na statički elektricitet. Ako nema narukvice, tada diode možete omotati tankom žicom dok čeka na ugradnju u kućište.

Prema ovoj shemi, trebate lemiti upravljački program.

Ne mijenjajte polaritet! Laserska dioda će također odmah otkazati ako se obrne polaritet ulazne snage.

Dijagram prikazuje kondenzator od 200 mF, međutim, 50-100 mF je dovoljno za prenosivost.

Pokušavamo.

Prije ugradnje laserske diode i sastavljanja svega u kućište, provjerite performanse vozača. Spojite drugu lasersku diodu (neradnu ili drugu iz pogona) i izmjerite struju multimetrom. Ovisno o karakteristikama brzine, jačina struje mora biti pravilno odabrana. Za 16x modele, 300-350mA je sasvim prikladno. Za najbrže 22x može se primijeniti čak 500mA, ali s potpuno drugačijim drajverom, čiju izradu planiram opisati u drugom članku.

Izgleda užasno, ali djeluje!

Estetika.

Laserom sastavljenim po težini možete se pohvaliti samo pred istim ludim tehno-manijacima, ali za ljepotu i praktičnost bolje ga je sastaviti u prikladnom kućištu. Ovdje je bolje odabrati način na koji vam se sviđa. Cijeli sam krug montirao u običnu LED svjetiljku. Njegove dimenzije ne prelaze 10x4cm. Međutim, ne savjetujem vam da ga nosite sa sobom: nikad ne znate kakve tvrdnje mogu postaviti nadležna tijela. I bolje je pohraniti u posebnom koferu kako se osjetljiva leća ne bi zaprašila.

Ovo je opcija s minimalnim troškovima - koristi se kolimator s kineskog pokazivača:

Korištenje tvornički proizvedenog modula dat će sljedeće rezultate:

Laserska zraka vidljiva je navečer:

I, naravno, u mraku:

Može biti.

Da, želim reći i pokazati u sljedećim člancima kako se takvi laseri mogu koristiti. Kako napraviti puno moćnije primjerke koji mogu rezati metal i drvo, a ne samo zapaliti šibice i topiti plastiku. Kako napraviti holograme i skenirati objekte da dobijete 3D Studio Max modele. Kako napraviti moćne zelene ili plave lasere. Opseg lasera je prilično širok, a jedan članak nije dovoljan.

Treba zapamtiti.

Ne zaboravite na sigurnost! Laseri nisu igračke! Čuvajte svoje oči!

Na spomen lasera većina se odmah prisjeti epizoda iz znanstvenofantastičnih filmova. Međutim, takav izum odavno je i čvrsto ušao u naše živote i nije nešto fantastično. Laser je svoju primjenu našao u mnogim područjima, od medicine i proizvodnje do zabave. Stoga se mnogi zanimaju da li i kako sami napraviti laser.

Izrada lasera kod kuće

Ovisno o specifičnostima i postavljenim zahtjevima, laseri su potpuno različiti, kako po veličini (od džepnih pokazivača do veličine nogometnog igrališta), tako i po snazi, korištenom radnom mediju i drugim parametrima. Naravno, nemoguće je samostalno napraviti moćnu proizvodnu gredu kod kuće, jer to nisu samo tehnički složeni uređaji, već i stvari koje su vrlo hirovite u održavanju. Ali jednostavan, ali pouzdan i moćan laser "uradi sam" može se oblikovati iz običnog DVD-RW pogona.

Princip rada

Riječ "laser" došla nam je iz engleskog jezika "laser", što je skraćenica od prvih slova puno složenijeg naziva: pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja i doslovno se prevodi kao "pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom". " Može se nazvati i optičkim kvantnim generatorom. Postoji mnogo vrsta lasera, a opseg njihove primjene je iznimno opsežan.

Princip njegova rada je pretvaranje jedne energije (svjetlosne, kemijske, električne) u energiju različitih tokova zračenja, odnosno temelji se na fenomenu potaknutog ili induciranog zračenja.

Uobičajeno, princip rada prikazuje sljedeći crtež:

Materijali potrebni za rad

Kada se opisuju osnove lasera, sve izgleda komplicirano i neshvatljivo. Zapravo, izrada lasera vlastitim rukama kod kuće iznimno je jednostavna. Trebat će vam neki pribor i alat:

1. Najosnovnija stvar koja vam je potrebna za izradu lasera je DVD-RW pogon, tj. snimač s računala ili playera. Što je veća brzina snimanja, to će sam proizvod biti moćniji. Poželjno je uzeti pogone brzine 22X, jer je njegova snaga najveća, oko 300 mW. Istodobno se razlikuju po boji: crvena, zelena, ljubičasta. Što se tiče ROM-ova koji ne pišu, oni su preslabi. Također je vrijedno obratiti pozornost na činjenicu da nakon manipulacija s pogonom više neće raditi, pa je vrijedno uzeti ili već izvan upotrebe, ali s ispravnim laserom, ili onaj za kojim vam neće biti žao da se oprostim od.
2. Trebat će vam i strujni stabilizator, iako postoji želja da se bez njega. Ali vrijedi znati da sve diode (i laserska nije iznimka) "više vole" ne napon, već struju. Najjeftinije i poželjnije opcije su pretvarač impulsa NCP1529 ili mikrosklop LM317 (slično KR142EN12).
3. Izlazni otpornik odabire se ovisno o struji napajanja laserske diode. Izračunava se po formuli: R=I/1,25, gdje je I nazivna struja lasera.
4. Dva kondenzatora: 0,1uF i 100uF.
5. Kolimator ili laserski pokazivač.
6. AAA baterije.
7. Žice.
8. Alat: lemilica, odvijači, kliješta itd.

Uklanjanje laserske diode s DVD pogona

Glavni dio koji treba ukloniti je laser iz dvd pogona. To nije teško učiniti, ali vrijedi znati neke od nijansi koje će pomoći u izbjegavanju mogućih nesporazuma tijekom rada.

Prije svega, DVD pogon se mora rastaviti kako bi se došlo do kočije, na kojoj se nalaze laserske diode. Jedan od njih je čitatelj – preslab je. Drugi pisac je upravo ono što vam je potrebno za izradu lasera od dvd pogona.

Na kočiji, dioda je montirana na radijator i sigurno pričvršćena. Ako nije izračunato korištenje drugog radijatora, tada je postojeći sasvim prikladan. Stoga ih morate ukloniti zajedno. Inače, pažljivo odrežite noge na ulazu u radijator.

Budući da su diode iznimno osjetljive na statiku, korisno ih je zaštititi.. Da biste to učinili, morate namotati noge laserske diode zajedno s tankom žicom.

Ostaje samo prikupiti sve detalje zajedno, a sam ROM više nije potreban.

Sastavljanje laserskog uređaja

Potrebno je spojiti diodu izvučenu iz sidiroma na pretvarač, poštujući polaritet, inače će laserska dioda odmah otkazati i postati neprikladna za daljnju upotrebu.

Na poleđini diode ugrađen je kolimator tako da se svjetlost može koncentrirati u jedan snop. Iako umjesto njega možete koristiti leću uključenu u rum, ili leću koju laserski pokazivač već sadrži. Ali u ovom slučaju, morat ćete izvršiti prilagodbu kako biste dobili potreban fokus.

S druge strane pretvarača su zalemljene žice koje se spajaju na kontakte kućišta, gdje će se ugraditi baterije.

Shema će vam pomoći da dovršite laser s DVD pogona vlastitim rukama:

Kada je povezivanje svih komponenti završeno, možete provjeriti performanse rezultirajućeg uređaja. Ako sve radi, ostaje postaviti cijelu strukturu u kućište i tamo je sigurno pričvrstiti.

Domaće kućište

Izradi kućišta možete pristupiti na različite načine. Savršeno za ove svrhe, na primjer, prikladan je slučaj kineske svjetiljke. Također možete koristiti gotovo tijelo laserskog pokazivača. Ali najbolje rješenje može biti domaće, izrađeno od aluminijskih profila.

Sam po sebi, aluminij je male težine, a ujedno je i pogodan za obradu. Cijela struktura je povoljno smještena u njemu. Također će biti prikladno popraviti ga. Ako je potrebno, uvijek možete jednostavno izrezati potrebni komad ili ga saviti u skladu s potrebnim parametrima.

Sigurnost i ispitivanje

Kada je sav posao završen, vrijeme je za testiranje rezultirajućeg snažnog lasera. Ne preporučuje se to raditi u zatvorenom prostoru. Stoga je bolje izaći van na napušteno mjesto. Pritom treba imati na umu da napravljeni uređaj je nekoliko stotina puta snažniji od konvencionalnog laserskog pokazivača, a to obvezuje da ga koristite s krajnjim oprezom. Ne usmjeravajte snop na ljude ili životinje, pazite da se snop ne reflektira i da ne uđe u oči. Kada koristite crvenu lasersku zraku, preporuča se nošenje zelenih naočala, to će značajno smanjiti rizik od oštećenja vida u nepredviđenim slučajevima. Uostalom, čak se i izvana ne preporučuje gledanje laserskih zraka.

Nemojte usmjeravati lasersku zraku na zapaljive ili eksplozivne predmete i tvari.

Stvoreni uređaj, s pravilno podešenom lećom, može rezati plastične vrećice, izgorjeti na stablu, pucati balone i čak izgorjeti - svojevrsni borbeni laser. Nevjerojatno je što se sve može napraviti s DVD pogona. Stoga, prilikom testiranja proizvedenog uređaja, uvijek je vrijedno zapamtiti sigurnosne mjere.

Laserski pokazivač je koristan predmet čija namjena ovisi o snazi. Ako nije jako velika, tada se snop može usmjeriti na udaljene objekte. U ovom slučaju, pokazivač može igrati ulogu igračke i koristiti za zabavu. Također može biti od praktične koristi, pomažući osobi da pokaže na predmet o kojem govori. Koristeći improvizirane predmete, možete napraviti laser vlastitim rukama.

Ukratko o uređaju

Laser je izumljen kao rezultat testiranja teorijskih pretpostavki znanstvenika uključenih u kvantnu fiziku, koje su se tek počele pojavljivati. Princip na kojem se temelji laserski pokazivač predvidio je Einstein početkom 20. stoljeća. Nije ni čudo što se ovaj uređaj tako zove - "pokazivač".

Za spaljivanje se koriste snažniji laseri. Pokazivač pruža priliku za ostvarivanje kreativnog potencijala, na primjer, mogu se koristiti za graviranje prekrasnog visokokvalitetnog uzorka na drvo ili pleksiglas. Najsnažniji laseri mogu rezati metal, zbog čega se koriste u građevinskim i popravnim radovima.

Princip rada laserskog pokazivača

Po principu rada laser je fotonski generator. Bit fenomena koji je u njegovoj osnovi je da na atom utječe energija u obliku fotona. Kao rezultat, ovaj atom emitira sljedeći foton, koji se kreće u istom smjeru kao i prethodni. Ovi fotoni imaju istu fazu i polarizaciju. Naravno, emitirana svjetlost se u ovom slučaju pojačava. Takav se fenomen može dogoditi samo u odsutnosti termodinamičke ravnoteže. Za stvaranje induciranog zračenja koriste se različite metode: kemijske, električne, plinske i druge.

Sama riječ "laser" nije nastala od nule. Nastala je kao rezultat redukcije riječi koje opisuju bit procesa. Na engleskom puno ime ovog procesa zvuči ovako: "pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja", što se na ruski prevodi kao "pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom". znanstveno govoreći, laserski pokazivač je optički kvantni generator.

Priprema za proizvodnju

Kao što je gore spomenuto, možete napraviti laser vlastitim rukama kod kuće. Da biste to učinili, pripremite sljedeće alate, kao i jednostavne predmete, koji su gotovo uvijek dostupni kod kuće:

Ovi materijali su dovoljni za obavljanje svih radova na izradi jednostavnog i snažnog lasera vlastitim rukama.

Samostalna montaža lasera

Morat ćete pronaći pogon. Glavna stvar je da je njegova laserska dioda u dobrom stanju. Naravno, takav objekt možda ne postoji kod kuće. U ovom slučaju, može se kupiti od onih koji ga imaju. Ljudi često bacaju optičke pogone čak i ako njihova laserska dioda još uvijek radi ili ih prodaju.

Odabir pogona za proizvodnju laserskog uređaja, morate obratiti pažnju na tvrtku u kojoj je izdana. Glavna stvar je da Samsung ne bi trebao biti ova tvrtka: pogoni ovog proizvođača opremljeni su diodama koje nisu zaštićene od vanjskih utjecaja. Posljedično, takve diode su brzo onečišćene i podvrgnute toplinskom naprezanju. Mogu se oštetiti čak i laganim dodirom.

LG diskovi su najprikladniji za izradu lasera: svaki njihov model opremljen je snažnim kristalom.

Važno je da pogon, kada se koristi za namjeravanu svrhu, može ne samo čitati, već i zapisivati ​​informacije na disk. Pisači za snimanje imaju infracrveni emiter potreban za sastavljanje laserskog uređaja.

Rad se odvija u sljedećim koracima:

Gotovi DIY laserski pokazivač lako može prorezati plastične vrećice i odmah eksplodirati balone. Ako ovaj domaći uređaj usmjerite na drvenu površinu, tada će greda odmah progorjeti kroz nju. Prilikom korištenja potrebno je paziti.

Ručni rad, koristan u svakom domu.

Naravno, domaći uređaj neće moći dobiti veliku snagu koju imaju proizvodni uređaji, ali ipak će se od njega moći izvući neka korist u svakodnevnom životu.

Najzanimljivije je to što možete napraviti laserski rezač koristeći stare nepotrebne predmete.

Na primjer, korištenje starog laserskog pokazivača omogućit će vam izradu laserskog uređaja vlastitim rukama.

Kako bi proces izrade rezača napredovao što je brže moguće, potrebno je pripremiti sljedeće stavke i alate:

• laserski pokazivač tipa;

• punjiva svjetiljka;

• stari CD / DVD-RW snimač, možda neispravan - trebat će vam pogon s laserom iz njega;

• lemilica i set odvijača.

Proces izrade rezača vlastitim rukama počinje rastavljanjem pogona, odakle trebate dobiti uređaj.

Vađenje se mora obaviti što je moguće pažljivije, a pritom ćete morati biti strpljivi i oprezni. Uređaj ima mnogo različitih žica s gotovo istom strukturom.

Prilikom odabira DVD pogona morate uzeti u obzir da je riječ o pisaču, jer vam upravo ova opcija omogućuje snimanje pomoću lasera.

Snimanje se vrši isparavanjem tankog metalnog sloja s diska.

U procesu čitanja, laser radi na pola svog tehničkog kapaciteta, lagano osvjetljavajući disk.

U procesu demontaže gornjeg zatvarača, oko će pasti na kočiju s laserom koji se može kretati u nekoliko smjerova.

Nosač se mora pažljivo ukloniti, pažljivo ukloniti konektore i vijke.

Zatim možete nastaviti s uklanjanjem crvene diode, zbog čega je disk spaljen - to se lako može učiniti vlastitim rukama pomoću električnog lemilice. Izvađeni element ne treba tresti, a kamoli ispuštati.

Nakon što je glavni dio budućeg rezača na površini, morate napraviti pažljivo osmišljen plan za sastavljanje laserskog rezača.

U ovom slučaju, potrebno je uzeti u obzir sljedeće točke: kako najbolje postaviti diodu, kako je spojiti na izvor napajanja, jer dioda uređaja za pisanje zahtijeva više električne energije od glavnog elementa pokazivača.

Ovaj se problem može riješiti na nekoliko načina.

Da biste napravili ručni rezač više ili manje velike snage, trebate ubaciti diodu u pokazivač, a zatim je promijeniti u element koji je uklonjen iz DVD pogona.

Stoga se laserski pokazivač rastavlja jednako pažljivo kao i DVD snimač.

Predmet se rasplete, a zatim se njegovo tijelo podijeli na dvije polovice. Odmah na površini možete vidjeti dio koji treba zamijeniti vlastitim rukama.

Da biste to učinili, izvorna dioda iz pokazivača se uklanja i pažljivo zamjenjuje snažnijom; njezino sigurno pričvršćivanje može se izvršiti pomoću ljepila.

Možda neće biti moguće odmah ukloniti stari diodni element, pa ga možete pažljivo pokupiti vrhom noža, a zatim lagano protresti tijelo pokazivača.

U sljedećoj fazi proizvodnje laserskog rezača morate napraviti kućište za njega.

U tu svrhu korisna je svjetiljka s punjivim baterijama, koja će laserskom rezaču omogućiti primanje električne energije, estetski izgled i jednostavnost korištenja.

Da biste to učinili, potrebno je vlastitim rukama uvesti modificirani gornji dio bivšeg pokazivača u tijelo svjetiljke.

Zatim morate spojiti punjenje na diodu, koristeći bateriju u svjetiljci. Vrlo je važno točno uspostaviti polaritet tijekom procesa povezivanja.

Prije sastavljanja svjetiljke potrebno je ukloniti staklo i ostale nepotrebne elemente pokazivača koji mogu ometati lasersku zraku.

U završnoj fazi, laserski rezač je pripremljen za upotrebu.

Za udoban ručni rad, sve faze rada na uređaju moraju se strogo poštivati.

U tu svrhu potrebno je provjeriti pouzdanost fiksiranja svih ugrađenih elemenata, ispravan polaritet i ravnomjernost laserske instalacije.

Dakle, ako su svi gore navedeni uvjeti montaže u članku točno poštivani, rezač je spreman za uporabu.

Ali budući da je domaći ručni uređaj obdaren malom snagom, malo je vjerojatno da će iz njega ispasti punopravni laserski rezač za metal.

Ono što bi rezač idealno mogao napraviti je napraviti rupe u papiru ili plastičnoj foliji.

Ali laserski uređaj napravljen vlastitim rukama nemoguće je usmjeriti na osobu, ovdje će njegova snaga biti dovoljna da naškodi zdravlju tijela.

Kako mogu pojačati domaći laser?

Da biste vlastitim rukama napravili snažniji laserski rezač za rad s metalom, trebate koristiti uređaje sa sljedećeg popisa:

• DVD-RW pogon, nije važno radi li ili ne;

• 100 pF i mF - kondenzatori;

• otpornik 2-5 ohma;

• 3 kom. punjive baterije;

• lemilo, žice;

• čelična lampa na LED elementima.

Sastavljanje laserskog rezača za ručni rad odvija se prema sljedećoj shemi.

Uz korištenje ovih uređaja, drajver se sastavlja, a naknadno će preko ploče moći dati određenu snagu laserskom rezaču.

U ovom slučaju, ni u kojem slučaju se napajanje ne smije spojiti izravno na diodu, jer će dioda izgorjeti. Također morate uzeti u obzir da se dioda ne smije napajati naponom, već strujom.

Tijelo opremljeno optičkom lećom koristi se kao kolimator, zbog čega će se akumulirati zrake.

Ovaj dio je lako pronaći u posebnoj trgovini, glavna stvar je da ima utor za ugradnju laserske diode. Cijena ovog uređaja je mala, otprilike 3-7 dolara.

Usput, laser je sastavljen na isti način kao i gore opisani model rezača.

Žica se također može koristiti kao antistatički proizvod, oko nje je omotana dioda. Nakon toga možete nastaviti s izgledom upravljačkog uređaja.

Prije nego što prijeđete na potpunu ručnu montažu laserskog rezača, morate provjeriti radi li upravljački program.

Snaga struje mjeri se multimetrom, za to uzimaju preostalu diodu i mjere vlastitim rukama.

Uzimajući u obzir brzinu struje, odaberite njezinu snagu za laserski rezač. Na primjer, u nekim verzijama laserskih uređaja, jačina struje može biti 300-350 mA.

Za ostale, intenzivnije modele, to je 500 mA, pod uvjetom da se koristi drugi upravljački uređaj.

Kako bi domaći laser izgledao estetski ugodnije i prikladnije za korištenje, potrebno mu je kućište, koje se može koristiti kao čelična svjetiljka koja radi na LED diodama.

Spomenuti uređaj u pravilu je obdaren kompaktnim dimenzijama koje mu omogućuju da stane u džep. Ali kako biste izbjegli kontaminaciju leće, morate unaprijed kupiti ili sašiti kućište vlastitim rukama.

Značajke proizvodnih laserskih rezača

Ne može svatko priuštiti cijenu proizvodnog laserskog rezača za metal.

Takva se oprema koristi za obradu i rezanje metalnih materijala.

Načelo rada laserskog rezača temelji se na stvaranju snažnog zračenja pomoću alata, koji ima svojstvo isparavanja ili ispuhivanja metalnog rastaljenog sloja.

Ova proizvodna tehnologija, pri radu s različitim vrstama metala, može pružiti visokokvalitetan rez.

Dubina obrade materijala ovisi o vrsti laserskog stroja i karakteristikama obrađenih materijala.

Danas se koriste tri vrste lasera: solid-state, fiber i plin.

Uređaj emitera u čvrstom stanju temelji se na korištenju određenih vrsta stakla ili kristala kao radnog medija.

Ovdje se kao primjer mogu navesti jeftine instalacije koje rade na poluvodičkim laserima.

Vlakna - njihov aktivni medij funkcionira kroz korištenje optičkih vlakana.

Ova vrsta uređaja je modifikacija poluprovodničkih emitera, ali prema riječima stručnjaka, fiber laser uspješno zamjenjuje svoje kolege u području obrade metala.

Istodobno, optička vlakna su osnova ne samo rezača, već i stroja za graviranje.

Plin - radno okruženje laserskog uređaja kombinira plinove ugljičnog dioksida, dušika i helija.

Budući da učinkovitost razmatranih emitera nije veća od 20%, oni se koriste za rezanje i zavarivanje polimernih, gumenih i staklenih materijala, kao i metala s visokim stupnjem toplinske vodljivosti.

Ovdje, kao primjer, možete uzeti rezač metala proizvođača Hans, korištenje laserskog uređaja omogućuje vam rezanje bakra, mjedi i aluminija, u ovom slučaju minimalna snaga strojeva samo nadmašuje svoje kolege.

Dijagram rada pogona

S pogona se može upravljati samo desktop laserom; ova vrsta uređaja je stroj s portalnom konzolom.

Laserska jedinica može se kretati duž vodilica uređaja i okomito i vodoravno.

Kao alternativa portalnom uređaju, napravljen je ravni model mehanizma, čiji se rezač pomiče samo vodoravno.

Ostale postojeće verzije laserskih strojeva imaju radnu površinu opremljenu pogonskim mehanizmom i sposobnošću kretanja u različitim ravninama.

Trenutno postoje dvije mogućnosti upravljanja pogonskim mehanizmom.

Prvi osigurava pomicanje obratka zbog rada pogona stola, ili se pomicanje rezača izvodi zbog rada lasera.

Druga opcija uključuje istovremeno kretanje stola i rezača.

Istodobno, smatra se da je prvi model upravljanja mnogo jednostavniji u usporedbi s drugom opcijom. Ali drugi model još uvijek se odlikuje visokim performansama.

Zajednička tehnička karakteristika razmatranih slučajeva je potreba za uvođenjem CNC jedinice u uređaj, ali tada će cijena sastavljanja uređaja za ručni rad postati veća.