Laser je narejen. Iz pogona DVD z lastnimi rokami izdelamo močan pekoč laser

Danes bomo govorili o tem, kako narediti svoj močan zeleni ali modri laser doma iz improviziranih materialov z lastnimi rokami. Upoštevali bomo tudi risbe, diagrame in napravo domačih laserskih kazalcev z vžigalnim žarkom in dosegom do 20 km.

Osnova laserske naprave je optični kvantni generator, ki z uporabo električne, toplotne, kemične ali druge energije proizvaja laserski žarek.

Delovanje laserja temelji na pojavu stimuliranega (induciranega) sevanja. Lasersko sevanje je lahko neprekinjeno, s konstantno močjo, ali impulzno, ki dosega izjemno visoke konične moči. Bistvo pojava je, da je vzbujeni atom sposoben oddajati foton pod vplivom drugega fotona brez njegove absorpcije, če je energija slednjega enaka razliki energij nivojev atoma pred in po emisije. V tem primeru je oddani foton koherenten s fotonom, ki je povzročil sevanje, torej je njegova natančna kopija. Tako se svetloba ojača. Ta pojav se razlikuje od spontane emisije, pri kateri imajo oddani fotoni naključne smeri širjenja, polarizacije in faze.
Verjetnost, da bo naključni foton povzročil stimulirano emisijo vzbujenega atoma, je natančno enaka verjetnosti absorpcije tega fotona z atomom v nevzbujenem stanju. Zato je za ojačanje svetlobe potrebno, da je v mediju več vzbujenih atomov kot nevzbujenih. V ravnotežnem stanju ta pogoj ni izpolnjen, zato se uporabljajo različni sistemi za črpanje laserskega aktivnega medija (optični, električni, kemični itd.). V nekaterih shemah se delovni element laserja uporablja kot optični ojačevalnik za sevanje iz drugega vira.

V kvantnem generatorju ni zunanjega fotonskega toka, v njem se s pomočjo različnih črpalnih virov ustvari inverzna populacija. Glede na vire obstajajo različne metode črpanja:
optična - močna bliskavica;
izpust plina v delovni snovi (aktivni medij);
injiciranje (prenos) tokovnih nosilcev v polprevodniku v coni
rn prehodi;
elektronsko vzbujanje (vakuumsko obsevanje čistega polprevodnika s tokom elektronov);
toplotno (ogrevanje plina z njegovim kasnejšim hitrim hlajenjem;
kemični (z uporabo energije kemičnih reakcij) in nekateri drugi.

Primarni vir nastajanja je proces spontane emisije, zato je za zagotovitev kontinuitete nastajanja fotonov potrebna pozitivna povratna zveza, zaradi katere oddani fotoni povzročijo naknadna dejanja stimulirane emisije. Za to je laserski aktivni medij nameščen v optični resonator. V najpreprostejšem primeru je sestavljen iz dveh ogledal, od katerih je eno prosojno - laserski žarek skozi njega delno izstopi iz resonatorja.

Sevalni žarek, ki se odbija od ogledal, večkrat prehaja skozi resonator, kar povzroča inducirane prehode v njem. Sevanje je lahko neprekinjeno ali impulzno. Hkrati je z uporabo različnih naprav za hitro izklop in vklop povratnih informacij in s tem zmanjšanje obdobja impulza mogoče ustvariti pogoje za ustvarjanje sevanja zelo velike moči - to so tako imenovani velikanski impulzi. Ta način delovanja laserja se imenuje način Q-switched.
Laserski žarek je koherenten, enobarven, polariziran ozek žarek svetlobe. Z eno besedo, to je žarek svetlobe, ki ga ne oddajajo samo sinhroni viri, ampak tudi v zelo ozkem območju in usmerjen. Nekakšen izjemno koncentriran svetlobni tok.

Sevanje, ki ga ustvarja laser, je monokromatsko, verjetnost oddajanja fotona določene valovne dolžine je večja kot pri tesno razmaknjenem fotonu, ki je povezan s širitvijo spektralne črte, verjetnost induciranih prehodov pri tej frekvenci pa ima tudi največjo . Zato bodo postopoma v procesu generiranja fotoni določene valovne dolžine prevladovali nad vsemi drugimi fotoni. Poleg tega so zaradi posebne razporeditve ogledal v laserskem žarku shranjeni samo tisti fotoni, ki se širijo v smeri, vzporedni z optično osjo resonatorja na majhni razdalji od nje, preostali fotoni hitro zapustijo prostornino resonatorja. . Tako ima laserski žarek zelo majhen kot divergence. Končno ima laserski žarek strogo določeno polarizacijo. Za to se v resonator vnesejo različni polarizatorji, na primer lahko so ravne steklene plošče, nameščene pod Brewsterjevim kotom glede na smer širjenja laserskega žarka.

Kakšna delovna tekočina se uporablja v laserju, je odvisno od njegove delovne valovne dolžine, pa tudi od drugih lastnosti. Delovno telo se »načrpa« z energijo, da dobimo učinek inverzije elektronske populacije, ki povzroči stimulirano emisijo fotonov in učinek optičnega ojačanja. Najenostavnejša oblika optičnega resonatorja sta dve vzporedni ogledali (lahko sta tudi štiri ali več), ki se nahajata okoli delovnega telesa laserja. Spodbujeno sevanje delovnega telesa se odbije nazaj od ogledal in ponovno ojača. Do trenutka izstopa navzven se lahko val večkrat odbije.

Torej, na kratko formulirajmo pogoje, potrebne za ustvarjanje vira koherentne svetlobe:

potrebujete delovno snov z inverzno populacijo. Šele takrat je mogoče dobiti ojačanje svetlobe zaradi prisilnih prehodov;
delovno snov je treba postaviti med ogledala, ki zagotavljajo povratne informacije;
dobiček, ki ga daje delovna snov, kar pomeni, da mora biti število vzbujenih atomov ali molekul v delovni snovi večje od mejne vrednosti, ki je odvisna od odbojnega koeficienta izhodnega zrcala.

Pri načrtovanju laserjev se lahko uporabljajo naslednje vrste delovnih teles:

Tekočina. Uporablja se kot delovna tekočina, na primer v barvnih laserjih. Sestava vključuje organsko topilo (metanol, etanol ali etilen glikol), v katerem so raztopljena kemična barvila (kumarin ali rodamin). Delovna valovna dolžina tekočih laserjev je določena s konfiguracijo uporabljenih molekul barvila.

Plini. Zlasti mešanice ogljikovega dioksida, argona, kriptona ali plinov, kot v helij-neonskih laserjih. "Črpanje" energije teh laserjev se najpogosteje izvaja s pomočjo električnih razelektritev.
Trdne snovi (kristali in kozarci). Trden material takšnih delovnih teles se aktivira (legira) z dodatkom majhne količine kromovih, neodimijskih, erbijevih ali titanovih ionov. Pogosto uporabljeni kristali so itrijev aluminijev granat, itrijev litijev fluorid, safir (aluminijev oksid) in silikatno steklo. Polprevodniške laserje običajno "črpamo" z bliskavico ali drugim laserjem.

Polprevodniki. Material, v katerem lahko prehod elektronov med nivoji energije spremlja sevanje. Polprevodniški laserji so zelo kompaktni, "črpani" z električnim tokom, kar jim omogoča uporabo v potrošniških napravah, kot so CD predvajalniki.

Če želite ojačevalnik spremeniti v generator, morate organizirati povratne informacije. Pri laserjih se to doseže z namestitvijo aktivne snovi med odbojne površine (zrcala), ki tvorijo tako imenovani »odprti resonator« zaradi dejstva, da se del energije, ki jo oddaja aktivna snov, odbije od ogledal in se spet vrne nazaj. na učinkovino.

V laserju se uporabljajo optične votline različnih vrst - z ravnimi zrcalci, sferične, kombinacije ravnih in sferičnih itd. V optičnih votlinah, ki zagotavljajo povratno informacijo v laserju, so le določene vrste nihanja elektromagnetnega polja, ki jih imenujemo naravna nihanja ali načini. resonatorja, je lahko vzbujen.

Za načine sta značilni frekvenca in oblika, torej prostorska porazdelitev nihanj. V resonatorju z ravnimi zrcali se pretežno vzbujajo vrste nihanj, ki ustrezajo ravnim valovom, ki se širijo vzdolž osi resonatorja. Sistem dveh vzporednih ogledal odmeva le na določenih frekvencah - in v laserju opravlja tudi vlogo, ki jo ima nihajno vezje v običajnih nizkofrekvenčnih generatorjih.

Uporaba odprtega resonatorja (namesto zaprtega - zaprta kovinska votlina - značilnost mikrovalovnega območja) je temeljna, saj je v optičnem območju resonator z dimenzijami L = ? (L je karakteristična velikost resonatorja,? je valovna dolžina) preprosto ni mogoče narediti, za L >> ? zaprt resonator izgubi svoje resonančne lastnosti, saj število možnih načinov nihanja postane tako veliko, da se prekrivajo.

Odsotnost stranskih sten znatno zmanjša število možnih vrst nihanj (način) zaradi dejstva, da valovi, ki se širijo pod kotom na os resonatorja, hitro presežejo njegove meje, in omogoča ohranjanje resonančnih lastnosti resonatorja pri L >> ?. Vendar pa resonator v laserju ne zagotavlja le povratne informacije tako, da sevanje, ki se odbije od ogledal, vrača aktivni snovi, temveč tudi določa spekter laserskega sevanja, njegove energijske značilnosti in usmerjenost sevanja.
V najpreprostejšem približku ravnega vala je resonančni pogoj v resonatorju s ploščatimi zrcali ta, da se vzdolž dolžine resonatorja prilega celo število polovičnih valov: L=q(?/2) (q je celo število), kar vodi do izraza za frekvenco tipa nihanja z indeksom q: ?q=q(C/2L). Posledično je emisijski spekter L. praviloma niz ozkih spektralnih črt, med katerimi so intervali enaki in enaki c / 2L. Število linij (komponent) za dano dolžino L je odvisno od lastnosti aktivnega medija, to je od spektra spontane emisije pri uporabljenem kvantnem prehodu, in lahko doseže nekaj deset in sto. Pod določenimi pogoji se izkaže, da je mogoče izolirati eno spektralno komponento, t.j. izvesti enomodni režim generiranja. Spektralna širina vsake od komponent je določena z izgubami energije v resonatorju in predvsem s prenosom in absorpcijo svetlobe z ogledali.

Frekvenčni profil ojačanja v delovnem mediju (določen je s širino in obliko črte delovnega medija) in niz lastnih frekvenc odprtega resonatorja. Pri odprtih resonatorjih z visokim faktorjem kakovosti, ki se uporabljajo v laserjih, se pasovna širina votline ??p, ki določa širino resonančnih krivulj posameznih načinov, in celo razdalja med sosednjimi načini ??h, izkaže za manjšo od ojačanja širina črte ??h in celo pri plinskih laserjih, kjer je širitev črte minimalna. Zato v ojačevalno vezje pade več vrst nihanj resonatorja.

Tako ni nujno, da laser generira na eni frekvenci, pogosteje, nasprotno, generiranje poteka hkrati pri več vrstah nihanj, za kateri dobiček? več izgub v resonatorju. Da bi laser deloval na eni frekvenci (v enofrekvenčnem načinu), je običajno treba sprejeti posebne ukrepe (na primer povečati izgube, kot je prikazano na sliki 3) ali spremeniti razdaljo med ogledali tako, da samo ena moda. Ker je v optiki, kot je navedeno zgoraj, ?h > ?p in je frekvenca generiranja v laserju določena v glavnem s frekvenco resonatorja, je treba resonator stabilizirati, da ohranimo generacijsko frekvenco stabilno. Torej, če dobiček v delovni snovi pokrije izgube v resonatorju za določene vrste nihanj, pride do generiranja na njih. Seme za njegov nastanek, tako kot pri vsakem generatorju, je hrup, ki je spontana emisija v laserjih.
Da bi aktivni medij oddajal koherentno monokromatsko svetlobo, je treba uvesti povratno informacijo, torej del svetlobnega toka, ki ga ta medij oddaja, poslati nazaj v medij za stimulirano oddajanje. Pozitivna povratna informacija se izvaja z optičnimi votlinami, ki so v osnovni različici dve koaksialni (vzporedni in vzdolž ene osi) ogledali, od katerih je eno prosojno, drugo pa "gluho", torej popolnoma odbija svetlobni tok. Delovna snov (aktivni medij), v kateri nastane inverzna populacija, je nameščena med ogledala. Stimulirano sevanje prehaja skozi aktivni medij, se ojača, odbija od zrcala, ponovno prehaja skozi medij in se dodatno ojača. Skozi prosojno zrcalo se del sevanja odda v zunanji medij, del pa se odbije nazaj v medij in ponovno ojača. Pod določenimi pogoji bo fotonski tok znotraj delovne snovi začel rasti kot plaz in začela se bo generacija monokromatske koherentne svetlobe.

Načelo delovanja optičnega resonatorja, prevladujoče število delcev delovne snovi, ki jih predstavljajo svetlobni krogi, je v osnovnem stanju, torej na nižji energijski ravni. Le majhno število delcev, ki jih predstavljajo temni krogi, je v elektronsko vzbujenem stanju. Ko je delovna snov izpostavljena črpalnemu viru, glavno število delcev preide v vzbujeno stanje (število temnih krogov se je povečalo) in ustvari se inverzna populacija. Nadalje (slika 2c) se pojavi spontana emisija nekaterih delcev v elektronsko vzbujenem stanju. Sevanje, usmerjeno pod kotom na os resonatorja, bo zapustilo delovno snov in resonator. Sevanje, usmerjeno vzdolž osi resonatorja, se bo približalo zrcalni površini.

Pri polprozornem zrcalu bo del sevanja skozenj prešel v okolje, del pa se bo odbil in ponovno usmeril v delovno snov, pri čemer bodo delci v vzbujenem stanju vključeni v proces stimulirane emisije.

Pri "gluhem" zrcalu se bo celoten tok žarkov odbil in ponovno prešel skozi delovno snov, kar bo povzročilo sevanje vseh preostalih vzbujenih delcev, kar odraža situacijo, ko so vsi vzbujeni delci opustili shranjeno energijo, in na izhodu resonatorja, na strani polprozornega zrcala, je nastal močan tok induciranega sevanja.

Glavni strukturni elementi laserjev vključujejo delovno snov z določenimi energijskimi nivoji njihovih sestavnih atomov in molekul, vir črpalke, ki ustvarja inverzno populacijo v delovni snovi, in optični resonator. Obstaja veliko število različnih laserjev, vendar imajo vsi enak in poleg tega preprost diagram vezja naprave, ki je prikazan na sl. 3.

Izjema so polprevodniški laserji zaradi svoje specifičnosti, saj imajo vse posebno: fiziko procesov, metode črpanja in zasnovo. Polprevodniki so kristalne tvorbe. V ločenem atomu ima energija elektrona strogo določene diskretne vrednosti, zato so energijska stanja elektrona v atomu opisana z nivoji. V polprevodniškem kristalu energijske ravni tvorijo energijske pasove. V čistem polprevodniku, ki ne vsebuje nobenih nečistoč, obstajata dva pasova: tako imenovani valenčni pas in prevodni pas, ki se nahaja nad njim (na energijski lestvici).

Med njimi je vrzel prepovedanih energijskih vrednosti, ki se imenuje pasovna vrzel. Pri temperaturi polprevodnika, ki je enaka absolutni ničli, mora biti valenčni pas popolnoma napolnjen z elektroni, prevodni pas pa prazen. V realnih pogojih je temperatura vedno nad absolutno ničlo. Toda zvišanje temperature vodi do toplotnega vzbujanja elektronov, nekateri od njih skočijo iz valenčnega pasu v prevodni pas.

Kot rezultat tega procesa se v prevodnem pasu pojavi določeno (sorazmerno majhno) število elektronov, v valenčnem pasu pa bo manjkalo ustrezno število elektronov, dokler se popolnoma ne napolni. Prosto mesto elektronov v valenčnem pasu je predstavljeno s pozitivno nabitim delcem, ki se imenuje luknja. Kvantni prehod elektrona skozi pasovno vrzel od spodaj navzgor se obravnava kot proces ustvarjanja para elektron-luknja, pri čemer so elektroni koncentrirani na spodnjem robu prevodnega pasu, luknje pa na zgornjem robu valenčnega pasu. . Prehodi skozi prepovedano območje so možni ne le od spodaj navzgor, ampak tudi od zgoraj navzdol. Ta proces se imenuje rekombinacija elektron-luknja.

Ko se čisti polprevodnik obseva s svetlobo, katere energija fotona nekoliko presega pasovno vrzel, se lahko v polprevodniškem kristalu pojavijo tri vrste interakcije svetlobe s snovjo: absorpcija, spontana emisija in stimulirana emisija svetlobe. Prva vrsta interakcije je možna, ko foton absorbira elektron, ki se nahaja blizu zgornjega roba valenčnega pasu. V tem primeru bo energijska moč elektrona postala zadostna za premagovanje pasovne vrzeli in bo opravil kvantni prehod v prevodni pas. Spontano oddajanje svetlobe je možno s spontanim vračanjem elektrona iz prevodnega pasu v valenčni pas z emisijo energijskega kvanta – fotona. Zunanje sevanje lahko sproži prehod v valenčni pas elektrona, ki se nahaja blizu spodnjega roba prevodnega pasu. Rezultat te tretje vrste interakcije svetlobe s snovjo polprevodnika bo rojstvo sekundarnega fotona, ki je po svojih parametrih in smeri gibanja enak fotonu, ki je sprožil prehod.

Za ustvarjanje laserskega sevanja je potrebno ustvariti inverzno populacijo "delovnih ravni" v polprevodniku - ustvariti dovolj visoko koncentracijo elektronov na spodnjem robu prevodnega pasu in s tem visoko koncentracijo lukenj na robu valenčnega pasu. Za te namene čisti polprevodniški laserji običajno uporabljajo črpanje z elektronskim žarkom.

Zrcala resonatorja so polirani robovi polprevodniškega kristala. Pomanjkljivost takšnih laserjev je v tem, da veliko polprevodniških materialov generira lasersko sevanje le pri zelo nizkih temperaturah, obstreljevanje polprevodniških kristalov z elektronskim žarkom pa povzroči njihovo močno segrevanje. To zahteva dodatne hladilne naprave, kar oteži zasnovo aparata in poveča njegove dimenzije.

Lastnosti dopiranih polprevodnikov se bistveno razlikujejo od lastnosti nedopiranih, čistih polprevodnikov. To je posledica dejstva, da atomi nekaterih nečistoč zlahka darujejo enega od svojih elektronov v prevodni pas. Te nečistoče imenujemo donorske nečistoče, polprevodnik s takšnimi nečistočami pa n-polprevodnik. Atomi drugih nečistoč, nasprotno, ujamejo en elektron iz valenčnega pasu in takšne nečistoče so akceptorji, polprevodnik s takšnimi nečistočami pa je p-polprevodnik. Energetska raven atomov nečistoč se nahaja znotraj pasovne vrzeli: za n-polprevodnike nedaleč od spodnjega roba prevodnega pasu; za f-polprevodnike blizu zgornjega roba valenčnega pasu.

Če se v tem območju ustvari električna napetost, tako da je pozitiven pol na strani p-polprevodnika in negativni pol na strani n-polprevodnika, potem se pod delovanjem električnega polja elektroni iz n-polprevodnika -polprevodnik in luknje iz p-polprevodnika se bodo premaknile (vbrizgale) v območje pn - prehod.

Med rekombinacijo elektronov in lukenj se bodo oddajali fotoni, ob prisotnosti optičnega resonatorja pa je možno ustvarjanje laserskega sevanja.

Zrcala optičnega resonatorja so polirane ploskve polprevodniškega kristala, usmerjene pravokotno na pn spojno ravnino. Za takšne laserje je značilna miniaturizacija, saj so dimenzije polprevodniškega aktivnega elementa lahko približno 1 mm.

Odvisno od obravnavane značilnosti so vsi laserji razdeljeni na naslednji način).

Prvi znak. Običajno je razlikovati med laserskimi ojačevalniki in generatorji. V ojačevalnikih se na vhod dovaja šibko lasersko sevanje, na izhodu pa se ustrezno ojača. V generatorjih ni zunanjega sevanja, nastaja v delovni snovi zaradi njenega vzbujanja s pomočjo različnih virov črpalke. Vse medicinske laserske naprave so generatorji.

Drugi znak je fizikalno stanje delovne snovi. V skladu s tem so laserji razdeljeni na trdne (rubin, safir itd.), plinske (helij-neon, helij-kadmij, argon, ogljikov dioksid itd.), Tekoče (tekoči dielektrik z nečistočami delovnih atomov redkih zemeljske kovine) in polprevodnike (arzenid-galij, arzenid-fosfid-galij, selenid-svinec itd.).

Metoda vzbujanja delovne snovi je tretja značilnost laserjev. Glede na vir vzbujanja so laserji z optičnim črpanjem, s črpanjem zaradi plinskega razelektritve, elektronskim vzbujanjem, vbrizgavanjem nosilca naboja, s toplotnim, kemičnim črpanjem in nekateri drugi.

Emisijski spekter laserja je naslednji znak razvrstitve. Če je sevanje koncentrirano v ozkem območju valovnih dolžin, je običajno, da je laser monokromatski in je v njegovih tehničnih podatkih navedena določena valovna dolžina; če je v širokem območju, potem je treba laser šteti za širokopasovnega in navesti območje valovne dolžine.

Glede na naravo oddane energije ločimo impulzne laserje in laserje z neprekinjenimi valovi. Ne smemo zamenjevati konceptov impulznega laserja in laserja s frekvenčno modulacijo neprekinjenega sevanja, saj v drugem primeru dobimo pravzaprav diskontinuirano sevanje različnih frekvenc. Impulzni laserji imajo v posameznem impulzu visoko moč, ki doseže 10 W, medtem ko je njihova povprečna impulzna moč, določena z ustreznimi formulami, relativno nizka. Pri neprekinjenih laserjih s frekvenčno modulacijo je moč v tako imenovanem impulzu nižja od moči neprekinjenega sevanja.

Glede na povprečno izhodno moč sevanja (naslednja klasifikacijska značilnost) se laserji delijo na:

visokoenergijska (ustvarjena moč sevanja gostote pretoka na površini predmeta ali biološkega predmeta - več kot 10 W/cm2);

srednjeenergijska (ustvarjena moč sevanja gostote pretoka - od 0,4 do 10 W / cm2);

· nizkoenergijski (ustvarjena moč sevanja gostote pretoka - manj kot 0,4 W/cm2).

mehka (izpostavljenost generirani energiji - E ali gostota pretoka moči na obsevani površini - do 4 mW/cm2);

povprečje (E - od 4 do 30 mW/cm2);

trdo (E - več kot 30 mW / cm2).

V skladu s sanitarnimi normativi in pravilniki za načrtovanje in delovanje laserjev št. 5804-91 so laserji glede na stopnjo nevarnosti ustvarjenega sevanja za operativno osebje razdeljeni v štiri razrede.

Laserji prvega razreda vključujejo takšne tehnične naprave, katerih izhodno kolimirano (vsebovano v omejenem trdnem kotu) sevanje ne predstavlja nevarnosti, ko se obseva za oči in kožo osebe.

Laserji drugega razreda so naprave, katerih izhodno sevanje je nevarno, če jih obseva oči z neposrednim in zrcalno odbitim sevanjem.

Laserji tretjega razreda so naprave, katerih izhodno sevanje je nevarno, če so oči izpostavljene neposrednemu in zrcalno odbitemu, pa tudi difuzno odbitemu sevanju na razdalji 10 cm od difuzno odbojne površine in (ali) kadar je koža izpostavljena na neposredno in zrcalno odbito sevanje.

Laserji četrtega razreda so naprave, katerih izhodno sevanje je nevarno, če je koža izpostavljena difuzno odbitemu sevanju na razdalji 10 cm od difuzno odbojne površine.

Mnogih tehničnih izumov se je človek naučil z opazovanjem naravnih pojavov, njihovim analiziranjem in uporabo pridobljenega znanja v okoliški realnosti. Tako je človek dobil sposobnost zanetiti ogenj, ustvaril kolo, se naučil proizvajati elektriko, dobil nadzor nad jedrsko reakcijo.

Za razliko od vseh teh izumov, laser nima analogov v naravi. Njen nastanek je bil povezan izključno s teoretičnimi predpostavkami v okviru nastajajoče kvantne fizike. Obstoj principa, ki je bil osnova laserja, je v začetku 20. stoletja napovedal največji znanstvenik Albert Einstein.

Beseda "laser" se je pojavila kot posledica redukcije petih besed, ki opisujejo bistvo fizičnega procesa na prve črke. V ruski različici se ta proces imenuje "ojačanje svetlobe s pomočjo stimulirane emisije".

Po principu svojega delovanja je laser kvantni generator fotonov. Bistvo pojava, ki je pod njim, je, da atom pod delovanjem energije v obliki fotona odda drugi foton, ki je po smeri gibanja, fazi in polarizaciji enak prvemu. Posledično se oddana svetloba okrepi.

Ta pojav je v pogojih termodinamičnega ravnotežja nemogoč. Za ustvarjanje induciranega sevanja se uporabljajo različne metode: električne, kemične, plinske in druge. Laserji, ki se uporabljajo doma (laserski diski, laserski tiskalniki). polprevodniška metoda stimulacija sevanja pod vplivom električnega toka.

Načelo delovanja je prehod zračnega toka skozi grelnik v cev toplozračne pištole in, ko doseže nastavljene temperature, vstopi v del, ki ga je treba spajkati, skozi posebne šobe.

V primeru okvare lahko varilni pretvornik popravite ročno. Preberete lahko nasvete za popravilo.

Poleg tega je nujna komponenta vsakega polnopravnega laserja optični resonator, katerega funkcija je ojačati žarek svetlobe tako, da ga večkrat odbije. V ta namen se v laserskih sistemih uporabljajo ogledala.

Povedati je treba, da je ustvarjanje pravega močnega laserja z lastnimi rokami doma nerealno. Za to je potrebno imeti posebno znanje, izvesti zapletene izračune in imeti dobro materialno in tehnično bazo.

Na primer, laserski stroji, ki lahko režejo kovino, so izjemno vroči in zahtevajo ekstremne ukrepe hlajenja, vključno z uporabo tekočega dušika. Poleg tega so naprave, ki temeljijo na kvantnem principu, izjemno muhaste, zahtevajo najboljšo nastavitev in ne prenašajo niti najmanjšega odstopanja od zahtevanih parametrov.

Potrebne komponente za montažo

Za sestavljanje laserskega vezja z lastnimi rokami boste potrebovali:

Ponovljivi DVD-ROM (RW). Vključuje rdečo lasersko diodo z močjo 300 mW. Uporabite lahko laserske diode BLU-RAY-ROM-RW - oddajajo vijolično svetlobo z močjo 150 mW. Za naše namene so najboljši ROM-i tisti z večjo hitrostjo zapisovanja: zmogljivejši so.
Pulz NCP1529. Pretvornik odda tok 1A, stabilizira napetost v območju 0,9-3,9 V. Ti indikatorji so idealni za našo lasersko diodo, ki zahteva konstantno napetost 3 V.
Kolimator za doseganje enakomernega snopa svetlobe. Zdaj so v prodaji številni laserski moduli različnih proizvajalcev, vključno s kolimatorji.
Izhodni objektiv iz ROM-a.
Ohišje, na primer iz laserskega kazalca ali svetilke.
Žice.
Baterije 3,6 V.

Za povezavo delov bo treba določiti, kateri kabel je faza in kje je nič in zemlja. To bo pomagalo tako orodje kot.

Na ta način je mogoče sestaviti najpreprostejši laser. Kaj lahko naredi tak rokodelski "ojačevalnik svetlobe":

Prižgite vžigalico od daleč.
Stopite plastične vrečke in tanek papir.
Oddajajo žarek na razdalji več kot 100 metrov.

Tak laser je nevaren: ne bo opekel kože ali oblačil, lahko pa poškoduje oči.

Zato morate takšno napravo uporabljati previdno: ne svetite je na odsevne površine (ogledala, očala, odsevniki) in na splošno bodite izjemno previdni - žarek lahko poškoduje, če zadene oko tudi z razdalje enega sto metrov.

Naredi sam laser na videu

Izdelava močnega gorečega laserja z lastnimi rokami je preprosta naloga, vendar bo poleg sposobnosti uporabe spajkalnika potrebna skrb in natančnost pristopa. Takoj je treba opozoriti, da tukaj ni potrebno globoko poznavanje elektrotehnike, napravo pa lahko izdelate tudi doma. Glavna stvar pri delu je upoštevanje varnostnih ukrepov, saj je izpostavljenost laserskemu žarku škodljiva za oči in kožo.

Laser je nevarna igrača, ki je lahko zdravju škodljiva, če se uporablja neprevidno. Ne usmerjajte laserja v ljudi ali živali!

Kaj bo potrebno?

Vsak laser lahko razdelimo na več komponent:

oddajnik svetlobnega toka;
optika;
vir energije;
trenutni stabilizator moči (gonilnik).

Za izdelavo močnega domačega laserja boste morali vse te komponente upoštevati ločeno. Najbolj praktičen in enostaven za montažo je laser na osnovi laserske diode, ki ga bomo obravnavali v tem članku.

Kje lahko dobim diodo za laser?

Delovno telo katerega koli laserja je laserska dioda. Kupite ga lahko v skoraj kateri koli radijski trgovini ali pa ga dobite z nedelujočega CD pogona. Dejstvo je, da je nedelovanje pogona redko povezano z okvaro laserske diode. Če imate na voljo pokvarjen pogon, lahko dobite želeni element brez dodatnih stroškov. Vendar morate upoštevati, da so njegova vrsta in lastnosti odvisne od spremembe pogona.

Najšibkejši laser, ki deluje v infrardečem območju, je nameščen v pogone CD-ROM. Njegova moč zadostuje le za branje CD-jev, žarek pa je skoraj neviden in ne more prežgati predmetov. CD-RW ima močnejšo lasersko diodo, primerno za zapisovanje in ocenjeno za isto valovno dolžino. Velja za najnevarnejšega, saj oddaja žarek v očesu nevidnem spektru.

Pogon DVD-ROM je opremljen z dvema šibkima laserskima diodama, ki imata dovolj energije le za branje CD-jev in DVD-jev. DVD-RW zapisovalnik ima visoko zmogljiv rdeči laser. Njegov žarek je viden pri kateri koli svetlobi in lahko zlahka vžge nekatere predmete.

BD-ROM ima vijolični ali modri laser, ki je po parametrih podoben dvojniku DVD-ROM. Od zapisovalnikov BD-RE lahko dobite najmočnejšo lasersko diodo s čudovitim vijoličnim ali modrim žarkom, ki lahko gori. Vendar pa je takšen pogon za razstavljanje precej težko najti, delujoča naprava pa je draga.

Najprimernejša je laserska dioda, vzeta iz zapisovalnika DVD-RW diskov. Najkakovostnejše laserske diode so nameščene v pogone LG, Sony in Samsung.

Večja kot je hitrost zapisovanja na DVD pogon, močnejša je laserska dioda, nameščena v njem.

Demontaža pogona

Ko je pogon pred njimi, je najprej treba odstraniti zgornji pokrov tako, da odvijete 4 vijake. Nato se odstrani premični mehanizem, ki se nahaja na sredini in je s gibljivim kablom povezan s tiskanim vezjem. Naslednja tarča je laserska dioda, zanesljivo vtisnjena v radiator iz aluminija ali duraluminijeve zlitine. Pred demontažo je priporočljivo zagotoviti zaščito pred statično elektriko. Da bi to naredili, so kabli laserske diode spajkani ali zaviti s tanko bakreno žico.

Nadalje sta možni dve možnosti. Prvi vključuje delovanje končnega laserja v obliki stacionarne namestitve skupaj s standardnim radiatorjem. Druga možnost je, da napravo sestavite v ohišje prenosne svetilke ali laserskega kazalca. V tem primeru boste morali uporabiti silo, da pregriznete ali prerežete radiator, ne da bi poškodovali sevalni element.

voznik

Napajanje laserja je treba vzeti odgovorno. Tako kot pri LED diodah mora biti to vir konstantnega toka. Na internetu je veliko vezij, ki jih napaja baterija ali baterija prek omejevalnega upora. Zadostnost takšne rešitve je dvomljiva, saj se napetost na bateriji ali bateriji razlikuje glede na stopnjo napolnjenosti. V skladu s tem bo tok, ki teče skozi lasersko oddajočo diodo, močno odstopal od nazivne vrednosti. Posledično naprava pri nizkih tokovih ne bo delovala učinkovito, pri visokih tokovih pa bo povzročilo hitro zmanjšanje intenzivnosti njenega sevanja.

Najboljša možnost je uporaba najpreprostejšega tokovnega stabilizatorja, zgrajenega na osnovi. To mikrovezje spada v kategorijo univerzalnih integriranih stabilizatorjev z možnostjo samostojnega nastavljanja toka in napetosti na izhodu. Mikrovezje deluje v širokem razponu vhodnih napetosti: od 3 do 40 voltov.

Analog LM317 je domači čip KR142EN12.

Za prvi laboratorijski poskus je primerna spodnja shema. Izračun edinega upora v vezju se izvede po formuli: R = I / 1,25, kjer je I nazivni laserski tok (referenčna vrednost).

Včasih sta na izhodu stabilizatorja vzporedno z diodo nameščena polarni kondenzator 2200 uFx16 V in nepolarni kondenzator 0,1 uF. Njihovo sodelovanje je upravičeno v primeru dovajanja napetosti na vhod iz stacionarnega napajalnika, ki lahko zamudi nepomembno spremenljivo komponento in impulzni šum. Eno od teh vezij, ki je zasnovano za napajanje z baterijo Krona ali majhno baterijo, je predstavljeno spodaj.

Na diagramu je prikazana približna vrednost upora R1. Za natančen izračun morate uporabiti zgornjo formulo.

Ko sestavite električni tokokrog, lahko naredite predhodno vključitev in kot dokaz delovanja vezja opazujete svetlo rdečo razpršeno svetlobo oddajne diode. Ko smo izmerili njegov dejanski tok in temperaturo ohišja, je vredno razmisliti o potrebi po namestitvi radiatorja. Če se laser uporablja v stacionarni napeljavi pri velikih tokovih dlje časa, je treba zagotoviti pasivno hlajenje. Zdaj, da bi dosegli cilj, je ostalo zelo malo: osredotočiti se in dobiti ozek žarek velike moči.

Optika

V znanstvenem smislu je čas za izdelavo preprostega kolimatorja, naprave za pridobivanje žarkov vzporednih svetlobnih snopov. Idealna možnost za ta namen bi bil standardni objektiv, vzet iz pogona. Z njegovo pomočjo lahko dobite dokaj tanek laserski žarek s premerom približno 1 mm. Količina energije takšnega žarka je dovolj, da v nekaj sekundah prežge papir, tkanino in karton, stopi plastiko in sežge les. Če fokusirate tanjši žarek, lahko ta laser reže vezan les in pleksi steklo. Toda objektiv je zaradi majhne goriščne razdalje precej težko prilagoditi in varno pritrditi s pogona.

Veliko lažje je zgraditi kolimator na osnovi laserskega kazalca. Poleg tega je v ohišje mogoče namestiti gonilnik in majhno baterijo. Izhod bo žarek s premerom približno 1,5 mm manjšega gorenja. V meglenem vremenu ali ob močnem sneženju je mogoče opazovati neverjetne svetlobne učinke z usmerjanjem svetlobnega toka v nebo.

Preko spletne trgovine lahko kupite že pripravljen kolimator, posebej zasnovan za montažo in nastavitev laserja. Njegovo telo bo služilo kot radiator. Če poznate dimenzije vseh komponent naprave, lahko kupite poceni LED svetilko in uporabite njeno telo.

Za zaključek bi rad dodal nekaj stavkov o nevarnostih laserskega sevanja. Prvič, nikoli ne usmerjajte laserskega žarka v oči ljudi ali živali. To vodi do hude okvare vida. Drugič, med eksperimentiranjem z rdečim laserjem nosite zelena očala. Preprečujejo prehod večine rdeče komponente spektra. Količina svetlobe, ki prehaja skozi očala, je odvisna od valovne dolžine sevanja. Gledanje laserskega žarka s strani brez zaščitne opreme je dovoljeno le za kratek čas. V nasprotnem primeru se lahko pojavijo bolečine v očeh.

Preberite tudi

Ste se odločili narediti nekaj neverjetnega z uporabo preprostih podrobnosti? Laser v našem času ne velja za novost, vendar ga ni težko narediti doma. Povedali vam bomo, kako sami narediti laser z uporabo diskovnega pogona in navadne svetilke.

Pozor! Moč laserja doseže do 250 milivatov. Pred začetkom poskusa poskrbite za svojo varnost in si nadenite zaščitna očala (varilna očala). Laserskega žarka nikoli ne usmerjajte v ljudi ali živali, še posebej v oči. Laser lahko poškoduje osebo.

Če želite sami narediti laser, potrebujemo:

1. Naprava za zapisovanje DVD diskov.
2. AixiZ laserski kazalec (lahko vzamete še enega).
3. Izvijač.
4. Svetilka.

Kako ugotoviti moč laserske diode?

Moč laserja lahko določite po značilnostih hitrosti zapisovanja dvoslojnih diskov:

1. Hitrost 10X, moč laserja 170-200 milivatov.
2. Hitrost 16X, moč laserja 250-270 milivatov.

Navodilo. Kako narediti laser?

Korak 1. Zavrtite pogon DVD in odprite pokrov. Sprostimo in vzamemo voziček (struktura pogona se lahko razlikuje, vendar ima vsak pogon dve vodili, po katerih se voziček premika) in odklopimo vse kable.

korak #2. Ko osvobodimo voziček, nadaljujemo z odvijanjem vijakov in delov, da osvobodimo samo diodo. Pogon ima lahko dva diodna laserja:

1. Za branje diska (infrardeča dioda).
2. Za snemanje diska (rdeča dioda).

Desna dioda (rdeča) ima nanjo pritrjeno ploščo, za sprostitev diode uporabite navaden spajkalnik.

korak #3. Po kratkem postopku bi morali dobiti diodo v tej obliki.

V vsaki hiši je stara dotrajana tehnika. Nekdo ga vrže na smetišče, nekateri mojstri pa ga poskušajo uporabiti za kakšne domače izume. Tako je stari laserski kazalec mogoče dobro uporabiti - laserski rezalnik je mogoče izdelati z lastnimi rokami.

Če želite narediti pravi laser iz neškodljivega drobiža, morate pripraviti naslednje predmete:

laserski kazalec;
svetilka z baterijami za ponovno polnjenje;
star, morda ne delujoč zapisovalnik CD/DVD-RW. Glavna stvar je, da ima pogon z delujočim laserjem;
komplet izvijačev in spajkalnika. Bolje je uporabiti rezalnik z blagovno znamko, če pa navadnega ni, lahko tudi deluje.

Izdelava laserskega rezalnika

Najprej morate odstraniti laserski rezalnik iz pogona. To delo ni težko, vendar boste morali biti potrpežljivi in posvetiti največjo pozornost. Ker vsebuje veliko število žic, je njihova struktura enaka. Pri izbiri pogona je pomembno upoštevati prisotnost možnosti pisanja, saj lahko v tem modelu laser snema. Snemanje poteka z izhlapevanjem tanke plasti kovine s samega diska. V primeru, ko laser deluje za branje, se uporablja s polovično močjo, pri čemer poudari disk.

Pri razstavljanju zgornjih pritrdilnih elementov lahko najdete voziček z laserjem, ki se nahaja v njem, ki se lahko premika v dveh smereh. Previdno ga je treba odstraniti z odvijanjem, obstaja veliko število snemljivih naprav in vijakov, ki jih je pomembno previdno odstraniti. Za nadaljnje delo je potrebna rdeča dioda, s katero se izvaja sežiganje. Če ga želite odstraniti, boste potrebovali spajkalnik, prav tako pa morate previdno odstraniti pritrdilne elemente. Pomembno je omeniti, da nepogrešljivega dela za izdelavo laserskega rezalnika ni mogoče pretresti in spustiti, zato je pri odstranjevanju laserske diode priporočljivo biti previden.

Kako bo glavni element prihodnjega laserskega modela odstranjen, morate vse natančno pretehtati in ugotoviti, kam ga postaviti in kako nanj priključiti napajalnik, saj pisna laserska dioda potrebuje veliko več toka kot dioda iz laserski kazalec, v tem primeru pa lahko uporabite več načinov.

Nato se dioda v kazalcu zamenja. Za ustvarjanje močnega laserskega kazalca je treba odstraniti domačo diodo, na njeno mesto pa je treba namestiti podobno s pogona CD / DVD-RW. Kazalec se razstavi v zaporedju. Odviti ga je treba in razdeliti na dva dela, na vrhu je del, ki ga je treba zamenjati. Stara dioda se odstrani in na njeno mesto se namesti zahtevana dioda, ki jo lahko pritrdimo z lepilom. Obstajajo primeri, ko je težko odstraniti staro diodo, v tej situaciji lahko uporabite nož in malo pretresite kazalec.

Naslednji korak bo izdelava novega ohišja. Da bi lahko bodoči laser priročno uporabljali, nanj priključite napajanje in mu dajte impresiven videz, lahko uporabite etui za svetilko. Pretvorjeni zgornji del laserskega kazalca je nameščen v svetilko in se ji napaja iz polnilnih baterij, ki je priključena na diodo. Pomembno je, da ne obrnete polarnosti napajanja. Pred sestavljanjem svetilke je treba odstraniti steklo in dele kazalca, saj ne bo dobro vodila neposredne poti laserskega žarka.

Zadnji korak je priprava za uporabo. Pred priključitvijo je potrebno preveriti moč laserskega pritrditve, pravilno povezavo polarnosti žic in ali je laser raven.

Po zaključku teh preprostih korakov je laserski rezalnik pripravljen za uporabo. Tak laser se lahko uporablja za sežiganje papirja, polietilena, za vžig vžigalic. Obseg je lahko obsežen, vse bo odvisno od domišljije.

Dodatne točke

Lahko naredite močnejši laser. Za njegovo izdelavo boste potrebovali:

DVD-RW pogon, lahko v nedelujočem stanju;
kondenzatorji 100 pF in 100 mF;
upor 2-5 ohmov;
tri polnilne baterije;
žice s spajkalnikom;
kolimator;
jeklena LED svetilka.

To je nezapleten komplet, ki je dokončan za sestavljanje gonilnika, ki bo s pomočjo plošče pripeljal laserski rezalnik na zahtevano moč. Vira toka ni mogoče priključiti neposredno na diodo, saj se bo takoj pokvaril. Pomembno je tudi upoštevati, da mora lasersko diodo napajati tok, ne napetost.

Kolimator je ohišje, opremljeno z lečo, zahvaljujoč kateri se vsi žarki zbližajo v en ozek žarek. Takšne naprave se kupujejo v trgovinah z radijskimi deli. Priročni so, ker že imajo prostor za namestitev laserske diode, stroški pa so precej majhni, le 200-500 rubljev.

Seveda lahko uporabite etui iz kazalca, vendar bo vanj težko pritrditi laser. Takšni modeli so izdelani iz plastičnega materiala, kar bo povzročilo segrevanje ohišja in ne bo dovolj ohlajeno.

Načelo izdelave je podobno prejšnjemu, saj se v tem primeru uporablja tudi laserska dioda iz pogona DVD-RW.

Med izdelavo je treba uporabljati antistatične zapestne trakove.

To je potrebno za odstranitev statike iz laserske diode, je zelo občutljiva. Če zapestnic ni, se lahko spravite z improviziranimi sredstvi - okoli diode lahko navijete tanko žico. Sledi voznik.

Pred sestavljanjem celotne naprave se preveri delovanje gonilnika. V tem primeru je potrebno priključiti nedelujočo ali drugo diodo in z multimetrom izmeriti jakost dobavljenega toka. Glede na hitrost toka je pomembno izbrati njegovo moč v skladu z normami. Za številne modele velja tok 300-350 mA, za hitrejše pa 500 mA, vendar je za to treba uporabiti popolnoma drugačen gonilnik.

Seveda lahko tak laser sestavi vsak nepoklicni tehnik, a kljub temu je zaradi lepote in udobja najbolj smiselno takšno napravo zgraditi v bolj estetskem ohišju, katerega za uporabo pa je mogoče izbrati za vsak okus. Najbolj praktično ga bo sestaviti v primeru LED svetilke, saj so njegove dimenzije kompaktne, le 10 x 4 cm, a vseeno vam takšne naprave ni treba nositi v žepu, saj lahko trdijo pristojni organi. Takšno napravo je najbolje shraniti v posebnem kovčku, da se izognete prahu iz leče.

Pomembno je, da ne pozabimo, da je naprava neke vrste orožje, ki ga je treba uporabljati previdno in ga ne smemo usmerjati proti živalim in ljudem, saj je zelo nevarno in lahko škoduje zdravju, najnevarnejša je smer v oči. Takšne naprave je nevarno dajati otrokom.

Laser je lahko opremljen z različnimi napravami, nato pa bo iz neškodljive igrače prišel dokaj močan pogled za orožje, tako pnevmatsko kot strelno orožje.

Tukaj je nekaj preprostih nasvetov za izdelavo laserskega rezalnika. Po nekoliko izboljšanem dizajnu je mogoče izdelati rezalnike za rezanje akrilnega materiala, vezanega lesa in plastike ter gravirati.

Pozdravljeni dame in gospodje. Danes odpiram serijo člankov o močnih laserjih, ker habrapoisk pravi, da ljudje iščejo podobne članke. Želim vam povedati, kako lahko doma naredite precej močan laser, in vas tudi naučiti, kako uporabljati to moč ne samo za "sijaj na oblakih".

Opozorilo!

Članek opisuje izdelavo laserja velike moči ( 300mW ~ moč 500 kitajskih kazalcev), ki lahko škoduje vašemu zdravju in zdravju drugih! Bodite izjemno previdni! Uporabljajte zaščitna očala in ne usmerjajte laserskega žarka v ljudi ali živali!

Pa ugotovimo.

Na Habréju so članki o prenosnih laserjih Dragon Lasers, kot je Hulk, zdrsnili le nekajkrat. V tem članku vam bom povedal, kako lahko naredite laser, ki po moči ni slabši od večine modelov, ki se prodajajo v tej trgovini.

kuhanje.

Najprej morate pripraviti vse sestavine:
- nedelujoč (ali delujoč) pogon DVD-RW s hitrostjo snemanja 16x ali več;
- kondenzatorji 100 pF in 100 mF;
- upor 2-5 Ohm;
- tri AAA baterije;
- spajkalnik in žice;
- kolimator (ali kitajski kazalec);
- jeklena LED svetilka.

To je nujen minimum za izdelavo preprostega modela gonilnika. Gonilnik je pravzaprav plošča, ki bo našo lasersko diodo oddajala na zahtevano moč. Vira napajanja ni vredno priključiti neposredno na lasersko diodo - ne bo uspelo. Lasersko diodo mora napajati tok, ne napetost.

Kolimator je pravzaprav modul z lečo, ki vse sevanje zmanjša v ozek žarek. V radijskih trgovinah lahko kupite že pripravljene kolimatorje. Ti že takoj imajo priročno mesto za namestitev laserske diode, stroški pa so 200-500 rubljev.

Uporabite lahko tudi kolimator iz kitajskega kazalca, vendar bo lasersko diodo težko popraviti, telo kolimatorja pa bo najverjetneje izdelano iz metalizirane plastike. Tako bo naša dioda slabo ohlajena. A tudi to je možno. To možnost si lahko ogledate na koncu članka.

mi.

Najprej morate dobiti samo lasersko diodo. To je zelo krhek in majhen del našega DVD-RW pogona – bodite previdni. Močna rdeča laserska dioda se nahaja v vozičku našega pogona. Od šibkega ga lahko ločite po večjem radiatorju kot običajna IR dioda.

Priporočljiva je uporaba antistatičnega zapestja, saj je laserska dioda zelo občutljiva na statično elektriko. Če zapestnice ni, lahko diode ovijete s tanko žico, medtem ko čaka na namestitev v ohišje.

Po tej shemi morate spajkati gonilnik.

Ne spreminjajte polarnosti! Laserska dioda bo prav tako takoj odpovedala, če se polarnost vhodne moči obrne.

Na diagramu je prikazan kondenzator 200 mF, vendar je 50-100 mF dovolj za prenosljivost.

Poskušamo.

Preden namestite lasersko diodo in vse skupaj sestavite v ohišje, preverite delovanje voznika. Priključite drugo lasersko diodo (nedelujočo ali drugo iz pogona) in izmerite tok z multimetrom. Glede na značilnosti hitrosti je treba pravilno izbrati jakost toka. Za modele 16x je 300-350mA povsem primeren. Za najhitrejši 22x je mogoče uporabiti celo 500mA, vendar s povsem drugim gonilnikom, katerega izdelavo nameravam opisati v drugem članku.

Izgleda grozno, vendar deluje!

Estetika.

Z laserjem, sestavljenim po teži, se lahko pohvalite le pred istimi norimi tehnomaniaki, a zaradi lepote in udobja ga je bolje sestaviti v priročnem kovčku. Tukaj je bolje izbrati način, ki vam je všeč. Celotno vezje sem namestil v navadno LED svetilko. Njene dimenzije ne presegajo 10x4cm. Vendar vam ne svetujem, da ga nosite s seboj: nikoli ne veste, kakšne trditve lahko uveljavljajo pristojni organi. In bolje je shraniti v posebnem kovčku, da se občutljiva leča ne zapraši.

To je možnost z minimalnimi stroški - uporablja se kolimator iz kitajskega kazalca:

Uporaba tovarniško izdelanega modula bo dala naslednje rezultate:

Laserski žarek je viden zvečer:

In seveda v temi:

mogoče.

Da, v naslednjih člankih želim povedati in pokazati, kako je mogoče uporabiti takšne laserje. Kako narediti veliko močnejše primerke, ki lahko režejo kovino in les, ne pa samo zažgejo vžigalice in stopijo plastiko. Kako narediti holograme in skenirati predmete, da dobite modele 3D Studio Max. Kako narediti močne zelene ali modre laserje. Obseg laserjev je precej širok in en članek ni dovolj.

Zapomniti si je treba.

Ne pozabite na varnost! Laserji niso igrače! Poskrbite za svoje oči!

Ob omembi laserja se večina ljudi takoj spomni epizod iz znanstvenofantastičnih filmov. Vendar je tak izum že dolgo in tesno vstopil v naše življenje in ni nekaj fantastičnega. Laser je našel svojo uporabo na številnih področjih, od medicine in proizvodnje do zabave. Zato se mnogi zanimajo, ali in kako sami narediti laser.

Izdelava laserja doma

Glede na specifičnosti in postavljene zahteve so laserji popolnoma različni, tako po velikosti (od žepnih kazalcev do velikosti nogometnega igrišča), kot po moči, uporabljenih delovnih medijih in drugih parametrih. Seveda je nemogoče sami izdelati močan proizvodni žarek doma, saj to niso le tehnično zapletene naprave, ampak tudi stvari, ki so pri vzdrževanju zelo muhaste. Toda preprost, a zanesljiv in zmogljiv laser, ki ga naredite sami, je mogoče oblikovati iz navadnega DVD-RW pogona.

Načelo delovanja

Beseda "laser" je k nam prišla iz angleškega jezika "laser", kar je okrajšava prvih črk veliko bolj zapletenega imena: ojačitev svetlobe s stimulirano emisijo sevanja in dobesedno prevedena kot "ojačanje svetlobe s stimulirano emisijo". " Lahko ga imenujemo tudi optični kvantni generator. Obstaja veliko vrst laserjev, obseg njihove uporabe pa je izjemno obsežen.

Načelo njegovega delovanja je pretvarjanje ene energije (svetlobne, kemične, električne) v energijo različnih tokov sevanja, torej temelji na pojavu stimuliranega ali induciranega sevanja.

Običajno je načelo delovanja prikazuje naslednjo risbo:

Materiali, potrebni za delo

Pri opisu osnov laserja je vse videti zapleteno in nerazumljivo. Pravzaprav je izdelava laserja z lastnimi rokami doma izjemno preprosta. Potrebovali boste nekaj pripomočkov in orodij:

Najosnovnejša stvar, ki jo potrebujete za ustvarjanje laserja, je pogon DVD-RW, torej zapisovalnik iz računalnika ali predvajalnika. Višja kot je hitrost snemanja, močnejši bo sam izdelek. Zaželeno je vzeti pogone s hitrostjo 22X, saj je njegova moč največja, približno 300 mW. Hkrati se razlikujejo po barvi: rdeča, zelena, vijolična. Kar zadeva nepisne ROM-e, so prešibki. Prav tako je vredno biti pozoren na dejstvo, da po manipulacijah s pogonom ne bo več deloval, zato je vredno vzeti bodisi že neuporabljenega, vendar z delujočim laserjem, bodisi takšnega, ki vam ne bo žal da se poslovim od.
Potrebovali boste tudi tokovni stabilizator, čeprav obstaja želja brez njega. Vendar je vredno vedeti, da vse diode (in laserska ni izjema) "raje" ne napetost, ampak tok. Najcenejše in najprimernejše možnosti sta impulzni pretvornik NCP1529 ali mikrovezje LM317 (podobno kot KR142EN12).
Izhodni upor je izbran glede na napajalni tok laserske diode. Izračuna se po formuli: R=I/1,25, kjer je I nazivni tok laserja.
Dva kondenzatorja: 0,1uF in 100uF.
Kolimator ali laserski kazalec.
AAA baterije.
Žice.
Orodje: spajkalnik, izvijači, klešče itd.

Odstranjevanje laserske diode iz pogona DVD

Glavni del, ki ga je treba odstraniti, je laser z dvd pogona. To ni težko narediti, vendar je vredno poznati nekaj odtenkov, ki bodo pomagali preprečiti morebitne nesporazume med delom.

Najprej je treba razstaviti DVD pogon, da pridemo do vozička, na katerem so laserske diode. Eden od njih je bralec – prešibak je. Drugi pisatelj je točno tisto, kar potrebujete za izdelavo laserja iz DVD pogona.

Na vozičku je dioda nameščena na radiatorju in varno pritrjena. Če ni izračunano za uporabo drugega radiatorja, je obstoječi povsem primeren. Zato jih morate odstraniti skupaj. V nasprotnem primeru previdno odrežite noge pri vhodu v radiator.

Ker so diode izjemno občutljive na statično elektriko, jih je koristno zaščititi.. Če želite to narediti, morate noge laserske diode naviti skupaj s tanko žico.

Ostaja samo zbrati vse podrobnosti skupaj, sam ROM pa ni več potreben.

Sestavljanje laserske naprave

Diodo, pridobljeno iz sidiroma, je treba priključiti na pretvornik, pri čemer upoštevamo polarnost, sicer bo laserska dioda takoj odpovedala in postala neprimerna za nadaljnjo uporabo.

Na hrbtni strani diode je nameščen kolimator, tako da se svetloba lahko koncentrira v en žarek. Čeprav namesto nje lahko uporabite lečo, ki je vključena v rum, ali lečo, ki jo laserski kazalec že vsebuje. Toda v tem primeru boste morali izvesti prilagoditev, da boste dobili potrebno osredotočenost.

Na drugi strani pretvornika so spajkane žice, ki se povežejo s kontakti ohišja, kamor bodo nameščene baterije.

Shema bo pomagala dokončati laser z DVD pogona z lastnimi rokami:

Ko je povezava vseh komponent končana, lahko preverite delovanje nastale naprave. Če vse deluje, je treba celotno konstrukcijo postaviti v ohišje in jo tam varno pritrditi.

Domače stanovanje

K izdelavi ohišja lahko pristopite na različne načine. Kot nalašč za te namene je na primer primeren etui iz kitajske luči. Uporabite lahko tudi že pripravljeno telo laserskega kazalca. Toda najboljša rešitev je lahko domača, izdelana iz aluminijastih profilov.

Aluminij je sam po sebi lahek, hkrati pa je primeren za obdelavo. Celotna struktura je v njej priročno nameščena. Prav tako bo priročno popraviti. Po potrebi lahko vedno enostavno izrežete zahtevani kos ali ga upognete v skladu z zahtevanimi parametri.

Varnost in testiranje

Ko je vse delo končano, je čas, da preizkusite nastali močan laser. To ni priporočljivo izvajati v zaprtih prostorih. Zato je bolje iti ven na zapuščeno mesto. Hkrati se je treba spomniti, da izdelana naprava je nekaj stokrat močnejša od običajnega laserskega kazalca, kar zahteva, da ga uporabljate skrajno previdno. Ne usmerjajte žarka proti ljudem ali živalim, pazite, da se žarek ne odbije in ne pride v oči. Pri uporabi rdečega laserskega žarka je priporočljivo nositi zelena očala, kar bo znatno zmanjšalo tveganje za poškodbe vida v nepredvidenih primerih. Konec koncev, tudi od zunaj gledanje laserskih žarkov ni priporočljivo.

Laserskega žarka ne usmerjajte na vnetljive ali eksplozivne predmete in snovi.

Ustvarjena naprava s pravilno nastavljenim objektivom lahko dobro razreže plastične vrečke, zažge na drevesu, poči balone in celo zažge - nekakšen bojni laser. Neverjetno je, kaj se da narediti iz pogona DVD. Zato je pri testiranju izdelane naprave vedno vredno zapomniti varnostne ukrepe.

Laserski kazalec je uporaben predmet, katerega namen je odvisen od moči. Če ni zelo velik, se lahko žarek usmeri na oddaljene predmete. V tem primeru lahko kazalec igra vlogo igrače in se uporablja za zabavo. Lahko je tudi praktična, saj pomaga človeku, da pokaže na predmet, o katerem govori. Z uporabo improviziranih predmetov lahko naredite laser z lastnimi rokami.

Na kratko o napravi

Laser je bil izumljen kot rezultat testiranja teoretičnih predpostavk znanstvenikov, ki se ukvarjajo s kvantno fiziko, ki so se šele začele pojavljati. Načelo, na katerem temelji laserski kazalec, je napovedal Einstein v začetku 20. stoletja. Ni čudno, da je ta naprava tako imenovana - "kazalka".

Za sežiganje se uporabljajo močnejši laserji. Kazalec ponuja priložnost za uresničitev ustvarjalnega potenciala, z njimi lahko na primer vgraviramo čudovit visokokakovosten vzorec na les ali pleksi steklo. Najmočnejši laserji lahko režejo kovino, zato se uporabljajo pri gradbenih in popravilih.

Načelo delovanja laserskega kazalca

Po principu delovanja je laser fotonski generator. Bistvo pojava, ki je pod njim, je, da na atom vpliva energija v obliki fotona. Posledično ta atom oddaja naslednji foton, ki se premika v isti smeri kot prejšnji. Ti fotoni imajo enako fazo in polarizacijo. Seveda se oddana svetloba v tem primeru ojača. Takšen pojav se lahko pojavi le v odsotnosti termodinamičnega ravnotežja. Za ustvarjanje induciranega sevanja se uporabljajo različne metode: kemične, električne, plinske in druge.

Sama beseda "laser" ni nastala iz nič. Nastala je kot posledica redukcije besed, ki opisujejo bistvo procesa. V angleščini polno ime tega procesa zveni takole: "ojačanje svetlobe s stimulirano emisijo sevanja", kar v ruščino prevaja kot "ojačanje svetlobe s stimulirano emisijo". znanstveno gledano, laserski kazalec je optični kvantni generator.

Priprava na proizvodnjo

Kot že omenjeno, lahko doma naredite laser z lastnimi rokami. Če želite to narediti, pripravite naslednja orodja, pa tudi preproste predmete, ki so skoraj vedno na voljo doma:

Ti materiali so dovolj, da z lastnimi rokami opravite vse delo pri izdelavi tako preprostega kot močnega laserja.

Samomontaža laserja

Poiskati boste morali pogon. Glavna stvar je, da je njena laserska dioda v dobrem stanju. Seveda doma takšnega predmeta morda ni. V tem primeru ga je mogoče kupiti pri tistih, ki ga imajo. Ljudje pogosto zavržejo optične pogone, tudi če njihova laserska dioda še vedno deluje ali jih prodajajo.

Izbira pogona za izdelavo laserske naprave, morate biti pozorni na podjetje, v katerem je bilo izdano. Glavna stvar je, da Samsung ne bi smel biti to podjetje: pogoni tega proizvajalca so opremljeni z diodami, ki niso zaščitene pred zunanjimi vplivi. Posledično so takšne diode hitro onesnažene in izpostavljene toplotni obremenitvi. Lahko se poškodujejo tudi z rahlim dotikom.

LG-jevi pogoni so najbolj primerni za izdelavo laserja: vsak njihov model je opremljen z močnim kristalom.

Pomembno je, da pogon, kadar se uporablja za predvideni namen, ne more samo brati, ampak tudi zapisovati informacije na disk. Snemalni tiskalniki imajo infrardeči oddajnik, ki je potreben za sestavljanje laserske naprave.

Delo poteka v naslednjih korakih:

Pripravljen laserski kazalec DIY zlahka prereže plastične vrečke in v trenutku eksplodira balone. Če to doma narejeno napravo usmerite na leseno površino, bo žarek takoj zagorel skozi to. Pri uporabi je treba paziti.

Ročno izdelana, uporabna v vsakem domu.

Doma narejena naprava seveda ne bo mogla pridobiti velike moči, kot jo imajo proizvodne naprave, a vseeno bo od nje mogoče pridobiti nekaj koristi v vsakdanjem življenju.

Najbolj zanimivo je, da lahko naredite laserski rezalnik iz starih nepotrebnih predmetov.

Na primer, uporaba starega laserskega kazalca vam bo omogočila izdelavo laserske naprave z lastnimi rokami.

Da bi postopek izdelave rezalnika potekal čim hitreje, je potrebno pripraviti naslednje predmete in orodja:

laserski kazalec;
polnilna svetilka;
star zapisovalnik CD / DVD-RW, morda ne deluje - potrebovali boste pogon z laserjem;
spajkalnik in komplet izvijačev.

Postopek izdelave rezalnika z lastnimi rokami se začne z razstavljanjem pogona, od koder morate dobiti napravo.

Ekstrakcijo je treba opraviti čim bolj previdno, medtem ko boste morali biti potrpežljivi in previdni. Naprava ima veliko različnih žic s skoraj enako strukturo.

Pri izbiri pogona DVD morate upoštevati, da gre za zapisovalnik, saj vam prav ta možnost omogoča snemanje z laserjem.

Snemanje poteka z izhlapevanjem tanke kovinske plasti z diska.

Med branjem laser deluje s polovico svoje tehnične zmogljivosti in rahlo osvetli disk.

Med demontažo zgornjega pritrdilnega elementa bo oko z laserjem padlo na voziček, ki se lahko premika v več smereh.

Nosilec je treba previdno odstraniti, previdno odstraniti priključke in vijake.

Nato lahko nadaljujete z odstranjevanjem rdeče diode, zaradi katere se disk zažge - to je mogoče enostavno narediti z lastnimi rokami z električnim spajkalnikom. Izvlečenega elementa ne smemo stresati, kaj šele spustiti.

Ko je glavni del bodočega rezalnika na površini, morate narediti skrbno premišljen načrt za sestavljanje laserskega rezalnika.

V tem primeru je treba upoštevati naslednje točke: kako najbolje namestiti diodo, kako jo priključiti na vir napajanja, saj dioda pisalne naprave zahteva več električne energije kot glavni element kazalca.

To težavo je mogoče rešiti na več načinov.

Če želite narediti ročni rezalnik z bolj ali manj veliko močjo, morate diodo vstaviti v kazalec in jo nato spremeniti v element, odstranjen iz pogona DVD.

Zato je laserski kazalec razstavljen tako previdno kot pogon za zapisovanje DVD-jev.

Predmet se odvije, nato se njegovo telo razdeli na dve polovici. Takoj na površini lahko vidite del, ki ga je treba zamenjati z lastnimi rokami.

Da bi to naredili, se domača dioda iz kazalca odstrani in previdno zamenja z močnejšo, njeno varno pritrditev je mogoče izvesti z lepilom.

Starega diodnega elementa morda ne bo mogoče takoj odstraniti, zato ga lahko previdno dvignete s konico noža in nato nežno stresete telo kazalca.

Na naslednji stopnji izdelave laserskega rezalnika morate izdelati ohišje zanj.

V ta namen je uporabna svetilka z polnilnimi baterijami, ki bo laserskemu rezalniku omogočila prejemanje električne energije, pridobila estetski videz in enostavnost uporabe.

Če želite to narediti, morate z lastnimi rokami vnesti spremenjen zgornji del prejšnjega kazalca v telo svetilke.

Nato morate priključiti polnjenje na diodo z uporabo baterije v svetilki. Med postopkom povezave je zelo pomembno natančno določiti polarnost.

Pred sestavljanjem svetilke je potrebno odstraniti steklo in druge nepotrebne elemente kazalca, ki lahko motijo laserski žarek.

Na zadnji stopnji je laserski rezalnik pripravljen za uporabo.

Za udobno ročno delo je treba strogo upoštevati vse faze dela na napravi.

V ta namen je potrebno preveriti zanesljivost pritrditve vseh vgrajenih elementov, pravilno polariteto in enakomernost laserske namestitve.

Torej, če so bili vsi pogoji montaže, opisani zgoraj v članku, natančno upoštevani, je rezalnik pripravljen za uporabo.

Ker pa je doma narejena ročna naprava opremljena z majhno močjo, je malo verjetno, da se bo iz nje izkazal polnopravni laserski rezalnik za kovino.

V idealnem primeru bi rezalnik lahko naredil luknje v papirju ali plastičnem ovoju.

Toda lasersko napravo, ki jo je izdelal sam, je nemogoče usmeriti na osebo, tukaj bo njena moč dovolj, da škodi zdravju telesa.

Kako lahko ojačam domači laser?

Če želite z lastnimi rokami izdelati močnejši laserski rezalnik za kovinsko delo, morate uporabiti naprave z naslednjega seznama:

DVD-RW pogon, ni pomembno, ali deluje ali ne;
100 pF in mF - kondenzatorji;
2-5 ohmski upor;
3 kos. baterije za ponovno polnjenje;
spajkalnik, žice;
jeklena svetilka na LED elementih.

Sestavljanje laserskega rezalnika za ročno delo poteka po naslednji shemi.

Z uporabo teh naprav se gonilnik sestavi, nato pa bo preko plošče lahko zagotovil določeno moč laserskemu rezalniku.

V tem primeru v nobenem primeru ne smete napajalnika priključiti neposredno na diodo, saj bo dioda izgorela. Prav tako morate upoštevati, da se dioda ne sme napajati z napetostjo, temveč s tokom.

Telo, opremljeno z optično lečo, se uporablja kot kolimator, zaradi katerega se bodo nabirali žarki.

Ta del je enostavno najti v posebni trgovini, glavna stvar je, da ima utor za namestitev laserske diode. Cena te naprave je majhna, približno 3-7 $.

Mimogrede, laser je sestavljen na enak način kot zgoraj obravnavani model rezalnika.

Kot antistatični izdelek se lahko uporabi tudi žica, okoli nje je ovita dioda. Po tem lahko nadaljujete s postavitvijo gonilne naprave.

Preden nadaljujete s popolno ročno montažo laserskega rezalnika, morate preveriti, ali gonilnik deluje.

Trenutna moč se meri z multimetrom, za to vzamejo preostalo diodo in opravijo meritve z lastnimi rokami.

Ob upoštevanju hitrosti toka izberite njegovo moč za laserski rezalnik. Na primer, v nekaterih različicah laserskih naprav je moč toka lahko 300-350 mA.

Pri drugih, intenzivnejših modelih je 500 mA, pod pogojem, da je uporabljena druga gonilna naprava.

Da bi doma narejen laser izgledal bolj estetsko in priročno za uporabo, potrebuje etui, ki ga lahko uporabimo kot jekleno svetilko, ki deluje na LED diode.

Omenjena naprava je praviloma obdarjena s kompaktnimi dimenzijami, ki omogočajo, da se prilega v vaš žep. Da pa se izognete kontaminaciji leče, morate vnaprej kupiti ali zašiti etui z lastnimi rokami.

Značilnosti proizvodnih laserskih rezalnikov

Vsakdo si ne more privoščiti cene proizvodnega laserskega rezalnika za kovino.

Takšna oprema se uporablja za obdelavo in rezanje kovinskih materialov.

Načelo delovanja laserskega rezalnika temelji na ustvarjanju močnega sevanja z orodjem, ki ima lastnost uparjanja ali izpihovanja staljene plasti kovine.

Ta proizvodna tehnologija pri delu z različnimi vrstami kovine lahko zagotovi visokokakovosten rez.

Globina obdelave materiala je odvisna od vrste laserskega stroja in lastnosti obdelanih materialov.

Danes se uporabljajo tri vrste laserjev: polprevodniški, optični in plinski.

Naprava polprevodniških oddajnikov temelji na uporabi posebnih vrst stekla ali kristalov kot delovnega medija.

Tukaj lahko navedemo kot primer nizkocenovne instalacije, ki delujejo na polprevodniških laserjih.

Vlakna - njihov aktivni medij deluje z uporabo optičnih vlaken.

Ta vrsta naprave je modifikacija polprevodniških oddajnikov, vendar po mnenju strokovnjakov laser z vlakni uspešno nadomešča svoje kolege na področju obdelave kovin.

Hkrati so optična vlakna osnova ne samo rezalnika, ampak tudi gravirnega stroja.

Plin - delovno okolje laserske naprave združuje pline ogljikovega dioksida, dušika in helija.

Ker učinkovitost obravnavanih oddajnikov ni višja od 20%, se uporabljajo za rezanje in varjenje polimernih, gumijastih in steklenih materialov ter kovine z visoko stopnjo toplotne prevodnosti.

Tukaj lahko za primer vzamete rezalnik kovin, ki ga proizvaja Hans, uporaba laserske naprave vam omogoča rezanje bakra, medenine in aluminija, v tem primeru minimalna moč strojev prekaša le svoje kolege.

Shema delovanja pogona

S pogona je mogoče upravljati samo namizni laser, ta tip naprave je stroj s portalno konzolo.

Laserska enota se lahko premika vzdolž vodilnih tirnic naprave tako navpično kot vodoravno.

Kot alternativa portalni napravi je bil izdelan ploski model mehanizma, njegov rezalnik se premika le vodoravno.

Druge obstoječe različice laserskih strojev imajo namizje, opremljeno s pogonskim mehanizmom in z možnostjo premikanja v različnih ravninah.

Trenutno obstajata dve možnosti za krmiljenje pogonskega mehanizma.

Prvi zagotavlja premikanje obdelovanca zaradi delovanja miznega pogona ali pa se premikanje rezalnika izvede zaradi delovanja laserja.

Druga možnost vključuje hkratno premikanje mize in rezalnika.

Hkrati velja, da je prvi model upravljanja veliko enostavnejši v primerjavi z drugo možnostjo. Toda drugi model še vedno odlikuje visoka zmogljivost.

Skupna tehnična značilnost obravnavanih primerov je potreba po uvedbi CNC enote v napravo, potem pa bo cena za sestavljanje naprave za ročno delo višja.

Priporočamo tudi

Nalaganje...

doma > kmetijstvo