Hem > Lantbruk

Laser är klar. Vi gör en kraftfull brinnande laser från en DVD-enhet med våra egna händer

Idag kommer vi att prata om hur du gör din egen kraftfulla gröna eller blå laser hemma från improviserade material med dina egna händer. Vi kommer också att överväga ritningar, diagram och enheten för hemmagjorda laserpekare med en tändstråle och en räckvidd på upp till 20 km.

Basen för laseranordningen är en optisk kvantgenerator, som med hjälp av elektrisk, termisk, kemisk eller annan energi producerar en laserstråle.

En lasers funktion är baserad på fenomenet stimulerad (inducerad) strålning. Laserstrålning kan vara kontinuerlig, med konstant effekt, eller pulsad och nå extremt höga toppeffekter. Kärnan i fenomenet är att en exciterad atom kan avge en foton under påverkan av en annan foton utan dess absorption, om den senares energi är lika med skillnaden i energierna för atomens nivåer före och efter utsläpp. I det här fallet är den emitterade fotonen koherent till fotonen som orsakade strålningen, det vill säga det är dess exakta kopia. Så förstärks ljuset. Detta fenomen skiljer sig från spontan emission, där de emitterade fotonerna har slumpmässiga utbredningsriktningar, polarisation och fas.
Sannolikheten att en slumpmässig foton kommer att orsaka stimulerad emission av en exciterad atom är exakt lika med sannolikheten för absorption av denna foton av en atom i ett oexciterat tillstånd. För att förstärka ljus är det därför nödvändigt att det finns fler exciterade atomer i mediet än oexciterade. I jämviktstillståndet är detta villkor inte uppfyllt, därför används olika system för att pumpa det laseraktiva mediet (optiskt, elektriskt, kemiskt, etc.). I vissa scheman används laserns arbetselement som en optisk förstärkare för strålning från en annan källa.

Det finns inget externt fotonflöde i en kvantgenerator, den omvända populationen skapas inuti den med hjälp av olika pumpkällor. Beroende på källorna finns det olika pumpningsmetoder:
optisk - kraftfull blixtlampa;
gasutsläpp i arbetsämnet (aktivt medium);
injektion (överföring) av strömbärare i en halvledare i zonen
rn övergångar;
elektronisk excitation (vakuumbestrålning av en ren halvledare med en ström av elektroner);
termisk (uppvärmning av gasen med dess efterföljande snabba kylning;
kemisk (med energin från kemiska reaktioner) och några andra.

Den primära genereringskällan är processen för spontan emission, därför, för att säkerställa kontinuiteten i fotongenerationer, är det nödvändigt att ha en positiv feedback, på grund av vilken de emitterade fotonerna orsakar efterföljande stimulerade emissionshandlingar. För att göra detta placeras det laseraktiva mediet i en optisk resonator. I det enklaste fallet består den av två speglar, varav en är genomskinlig - laserstrålen lämnar delvis resonatorn genom den.

Genom att reflektera från speglarna passerar strålknippet upprepade gånger genom resonatorn, vilket orsakar inducerade övergångar i den. Strålningen kan vara antingen kontinuerlig eller pulsad. Samtidigt, med hjälp av olika enheter för att snabbt stänga av och på återkoppling och därigenom minska pulsperioden, är det möjligt att skapa förutsättningar för att generera strålning med mycket hög effekt - det är de så kallade jättepulserna. Detta läge för laserdrift kallas Q-switched mode.
Laserstrålen är en koherent, monokrom, polariserad smal ljusstråle. Med ett ord, detta är en ljusstråle som sänds ut inte bara av synkrona källor, utan också i ett mycket smalt område och riktad. Ett slags extremt koncentrerat ljusflöde.

Strålningen som genereras av lasern är monokromatisk, sannolikheten för att sända ut en foton med en viss våglängd är större än den för en tätt placerad som är associerad med breddningen av spektrallinjen, och sannolikheten för inducerade övergångar vid denna frekvens har också ett maximum . Därför, gradvis under genereringsprocessen, kommer fotoner med en given våglängd att dominera över alla andra fotoner. Dessutom, på grund av det speciella arrangemanget av speglar, lagras endast de fotoner som utbreder sig i en riktning parallell med resonatorns optiska axel på ett litet avstånd från den i laserstrålen, resten av fotonerna lämnar snabbt resonatorvolymen . Sålunda har laserstrålen en mycket liten divergensvinkel. Slutligen har laserstrålen en strikt definierad polarisation. För att göra detta införs olika polarisatorer i resonatorn, till exempel kan de vara plana glasplattor installerade i Brewster-vinkeln mot laserstrålens utbredningsriktning.

Arbetsvätskan som används i lasern beror på arbetsvåglängden för dess våglängd, såväl som andra egenskaper. Arbetskroppen "pumpas" med energi för att erhålla effekten av elektronpopulationsinversion, vilket orsakar stimulerad emission av fotoner och effekten av optisk förstärkning. Den enklaste formen av en optisk resonator är två parallella speglar (det kan också finnas fyra eller fler) placerade runt laserns arbetskropp. Den stimulerade strålningen från arbetskroppen reflekteras tillbaka av speglarna och förstärks igen. Fram till utgångsögonblicket till utsidan kan vågen reflekteras många gånger.


Så låt oss kort formulera de villkor som krävs för att skapa en källa till sammanhängande ljus:

du behöver ett fungerande ämne med en omvänd population. Först då är det möjligt att erhålla förstärkning av ljus på grund av forcerade övergångar;
arbetsämnet bör placeras mellan speglarna som ger feedback;
förstärkningen som ges av arbetssubstansen, vilket innebär att antalet exciterade atomer eller molekyler i arbetssubstansen måste vara större än tröskelvärdet, vilket beror på reflektionskoefficienten för utgående spegel.

Följande typer av arbetskroppar kan användas vid konstruktion av lasrar:

Flytande. Den används som arbetsvätska, till exempel i färglaser. Kompositionen inkluderar ett organiskt lösningsmedel (metanol, etanol eller etylenglykol), i vilket kemiska färgämnen (kumarin eller rhodamin) är lösta. Driftsvåglängden för flytande lasrar bestäms av konfigurationen av färgämnesmolekylerna som används.


Gaser. I synnerhet koldioxid, argon, krypton eller gasblandningar, som i helium-neon-lasrar. Att "pumpa" energin från dessa lasrar utförs oftast med hjälp av elektriska urladdningar.
Fasta ämnen (kristaller och glas). Det fasta materialet i sådana arbetskroppar aktiveras (legeras) genom att tillsätta en liten mängd krom-, neodym-, erbium- eller titanjoner. Kristaller som vanligtvis används är granat av yttriumaluminium, yttriumlitiumfluorid, safir (aluminiumoxid) och silikatglas. Solid state-lasrar "pumpas" vanligtvis med en blixtlampa eller annan laser.

Halvledare. Ett material där övergången av elektroner mellan energinivåer kan åtföljas av strålning. Halvledarlasrar är mycket kompakta, "pumpade" med elektrisk ström, vilket gör att de kan användas i konsumentenheter som CD-spelare.


För att förvandla förstärkaren till en generator måste du organisera feedback. I lasrar uppnås det genom att placera den aktiva substansen mellan reflekterande ytor (speglar), som bildar den så kallade "öppna resonatorn" på grund av att en del av energin som den aktiva substansen avger reflekteras från speglarna och återvänder till den aktiva substansen.

Optiska kaviteter av olika typer används i lasern - med platta speglar, sfäriska, kombinationer av platta och sfäriska, etc. I optiska kaviteter som ger feedback i lasern, endast vissa vissa typer av elektromagnetiska fältsvängningar, som kallas naturliga oscillationer eller moder av resonatorn, kan exciteras.

Lägen kännetecknas av frekvens och form, d.v.s. av den rumsliga fördelningen av svängningar. I en resonator med plana speglar exciteras de typer av svängningar som motsvarar plana vågor som utbreder sig längs resonatorns axel övervägande. Ett system med två parallella speglar ger resonans endast vid vissa frekvenser - och utför även i lasern den roll som en oscillerande krets spelar i konventionella lågfrekvensgeneratorer.

Användningen av en öppen resonator (snarare än en stängd - en stängd metallhålighet - karakteristisk för mikrovågsområdet) är grundläggande, eftersom i det optiska området en resonator med dimensionerna L = ? (L är resonatorns karakteristiska storlek,? är våglängden) kan helt enkelt inte göras, och för L >> ? en sluten resonator förlorar resonansegenskaper eftersom antalet möjliga oscillationsmoder blir så stort att de överlappar varandra.

Frånvaron av sidoväggar minskar avsevärt antalet möjliga typer av svängningar (moder) på grund av det faktum att vågor som utbreder sig i en vinkel mot resonatoraxeln snabbt går utöver dess gränser, och gör det möjligt att bevara resonatorns resonansegenskaper vid L >> ?. Emellertid ger resonatorn i lasern inte bara återkoppling genom att återföra strålningen som reflekteras från speglarna till den aktiva substansen, utan bestämmer också laserstrålningsspektrumet, dess energiegenskaper och strålningsriktningen.
I den enklaste approximationen av en plan våg är resonansvillkoret i en resonator med plana speglar att ett heltal av halvvågor passar längs resonatorns längd: L=q(?/2) (q är ett heltal), vilket leder till ett uttryck för oscillationstypens frekvens med indexet q: ?q=q(C/2L). Som ett resultat är emissionsspektrumet för L. som regel en uppsättning smala spektrallinjer, vars intervall är desamma och lika med c / 2L. Antalet linjer (komponenter) för en given längd L beror på egenskaperna hos det aktiva mediet, d.v.s. på spektrumet av spontan emission vid den använda kvantövergången, och kan nå flera tiotals och hundratals. Under vissa förhållanden visar det sig vara möjligt att isolera en spektral komponent, d.v.s. att implementera en enkelmodsgenerering. Den spektrala bredden av var och en av komponenterna bestäms av energiförlusterna i resonatorn och först och främst av transmissionen och absorptionen av ljus av speglarna.

Frekvensprofilen för förstärkningen i arbetsmediet (den bestäms av bredden och formen på arbetsmediets linje) och uppsättningen av naturliga frekvenser för den öppna resonatorn. För öppna resonatorer med en hög kvalitetsfaktor som används i lasrar visar sig kavitetsbandbredden ??p, som bestämmer bredden på resonanskurvorna för individuella moder, och även avståndet mellan intilliggande moder ??h, vara mindre än förstärkningen linjebredd ??h, och även i gaslasrar, där linjebreddningen är minimal. Därför faller flera typer av resonatoroscillationer in i förstärkningskretsen.


Således genererar lasern inte nödvändigtvis vid en frekvens, oftare, tvärtom, generering sker samtidigt vid flera typer av svängningar, för vilken förstärkning? fler förluster i resonatorn. För att lasern ska fungera på en frekvens (i enkelfrekvensläget) är det vanligtvis nödvändigt att vidta speciella åtgärder (till exempel öka förlusterna, som visas i figur 3) eller ändra avståndet mellan speglarna så att bara ett mode. Eftersom inom optiken, såsom noterats ovan, ?h > ?p och genereringsfrekvensen i en laser huvudsakligen bestäms av resonatorfrekvensen, är det nödvändigt att stabilisera resonatorn för att hålla genereringsfrekvensen stabil. Så om vinsten i arbetssubstansen täcker förlusterna i resonatorn för vissa typer av svängningar, uppstår generering på dem. Fröet till dess förekomst är, som i alla generatorer, brus, som är spontan emission i lasrar.
För att det aktiva mediet ska emittera koherent monokromatiskt ljus är det nödvändigt att införa återkoppling, d.v.s. skicka en del av ljusflödet som emitteras av detta medium tillbaka in i mediet för stimulerad emission. Positiv återkoppling utförs med hjälp av optiska kaviteter, som i den elementära versionen är två koaxiella (parallella och längs en axel) speglar, varav en är genomskinlig och den andra är "döv", det vill säga helt reflekterar ljusflödet. Arbetsämnet (aktivt medium), i vilket den omvända populationen skapas, placeras mellan speglarna. Stimulerad strålning passerar genom det aktiva mediet, förstärks, reflekteras från spegeln, passerar återigen genom mediet och förstärks ytterligare. Genom en genomskinlig spegel sänds en del av strålningen ut i det yttre mediet, och en del reflekteras tillbaka in i mediet och förstärks igen. Under vissa förhållanden kommer fotonflödet inuti den arbetande substansen att börja växa som en lavin, och genereringen av monokromatiskt koherent ljus kommer att börja.

Funktionsprincipen för en optisk resonator, det övervägande antalet partiklar av arbetssubstansen, representerade av ljuscirklar, är i grundtillståndet, d.v.s. på den lägre energinivån. Endast ett litet antal partiklar, representerade av mörka ringar, är i ett elektroniskt exciterat tillstånd. När det arbetande ämnet utsätts för en pumpkälla, går huvudantalet partiklar i ett exciterat tillstånd (antalet mörka ringar har ökat), och en omvänd population skapas. Vidare (fig. 2c) sker spontan emission av vissa partiklar i ett elektroniskt exciterat tillstånd. Strålning riktad i en vinkel mot resonatoraxeln kommer att lämna arbetssubstansen och resonatorn. Strålning riktad längs resonatoraxeln kommer att närma sig spegelytan.

Vid en halvtransparent spegel kommer en del av strålningen att passera genom den till miljön, och en del kommer att reflekteras och återigen riktas mot det arbetande ämnet, vilket involverar partiklar i ett exciterat tillstånd i processen med stimulerad emission.

Vid den "döva" spegeln kommer hela strålflödet att reflekteras och återigen passera genom det arbetande ämnet, vilket inducerar strålningen av alla återstående exciterade partiklar, vilket återspeglar situationen när alla exciterade partiklar gav upp sin lagrade energi, och vid utmatningen av resonatorn, på sidan av den halvtransparenta spegeln, bildades ett kraftfullt flöde av inducerad strålning.

De huvudsakliga strukturella elementen i lasrar inkluderar ett fungerande ämne med vissa energinivåer av deras ingående atomer och molekyler, en pumpkälla som skapar en omvänd population i det arbetande ämnet och en optisk resonator. Det finns ett stort antal olika lasrar, men de har alla samma och dessutom ett enkelt kretsschema för enheten, som visas i fig. 3.

Undantaget är halvledarlasrar på grund av deras specificitet, eftersom de har allt speciellt: processernas fysik, pumpningsmetoderna och designen. Halvledare är kristallina formationer. I en separat atom tar en elektrons energi strikt definierade diskreta värden, och därför beskrivs energitillstånden för en elektron i en atom i termer av nivåer. I en halvledarkristall bildar energinivåer energiband. I en ren halvledare som inte innehåller några föroreningar finns det två band: det så kallade valensbandet och ledningsbandet som ligger ovanför det (på energiskalan).


Mellan dem finns ett gap av förbjudna energivärden, vilket kallas bandgapet. Vid en halvledartemperatur lika med absolut noll måste valensbandet vara helt fyllt med elektroner och ledningsbandet måste vara tomt. Under verkliga förhållanden är temperaturen alltid över den absoluta nollpunkten. Men en ökning av temperaturen leder till termisk excitation av elektroner, några av dem hoppar från valensbandet till ledningsbandet.

Som ett resultat av denna process uppträder ett visst (relativt litet) antal elektroner i ledningsbandet, och motsvarande antal elektroner kommer att saknas i valensbandet tills det är helt fyllt. En elektronvakans i valensbandet representeras av en positivt laddad partikel, som kallas ett hål. Kvantövergången för en elektron genom bandgapet från botten till toppen betraktas som processen att generera ett elektron-hål-par, med elektroner koncentrerade vid den nedre kanten av ledningsbandet och hål - vid den övre kanten av valensbandet . Övergångar genom den förbjudna zonen är möjliga inte bara nerifrån och upp, utan också uppifrån och ner. Denna process kallas elektron-hål-rekombination.

När en ren halvledare bestrålas med ljus vars fotonenergi något överstiger bandgapet, kan tre typer av interaktion av ljus med ett ämne inträffa i en halvledarkristall: absorption, spontan emission och stimulerad ljusemission. Den första typen av interaktion är möjlig när en foton absorberas av en elektron som ligger nära valensbandets övre kant. I detta fall kommer elektronens energikraft att bli tillräcklig för att övervinna bandgapet, och den kommer att göra en kvantövergång till ledningsbandet. Spontan emission av ljus är möjlig med den spontana återgången av en elektron från ledningsbandet till valensbandet med emission av ett energikvantum - en foton. Extern strålning kan initiera en övergång till valensbandet för en elektron belägen nära den nedre kanten av ledningsbandet. Resultatet av denna tredje typ av interaktion av ljus med substansen i en halvledare blir födelsen av en sekundär foton, identisk i sina parametrar och rörelseriktning med fotonen som initierade övergången.


För att generera laserstrålning är det nödvändigt att skapa en omvänd population av "arbetsnivåer" i halvledaren - för att skapa en tillräckligt hög koncentration av elektroner vid den nedre kanten av ledningsbandet och följaktligen en hög koncentration av hål vid kanten av valensbandet. För dessa ändamål använder rena halvledarlasrar vanligtvis pumpning med en elektronstråle.

Resonatorns speglar är de polerade kanterna på halvledarkristallen. Nackdelen med sådana lasrar är att många halvledarmaterial genererar laserstrålning endast vid mycket låga temperaturer, och bombarderingen av halvledarkristaller med en elektronstråle gör att den värms upp kraftigt. Detta kräver ytterligare kylanordningar, vilket komplicerar konstruktionen av apparaten och ökar dess dimensioner.

Egenskaperna hos dopade halvledare skiljer sig väsentligt från de hos odopade, rena halvledare. Detta beror på det faktum att atomerna i vissa föroreningar lätt donerar en av sina elektroner till ledningsbandet. Dessa föroreningar kallas donatorföroreningar, och en halvledare med sådana föroreningar kallas en n-halvledare. Atomer av andra föroreningar, tvärtom, fångar en elektron från valensbandet, och sådana föroreningar är acceptor, och en halvledare med sådana föroreningar är en p-halvledare. Energinivån för föroreningsatomer är belägen inuti bandgapet: för n-halvledare, inte långt från den nedre kanten av ledningsbandet, för f-halvledare, nära valensbandets övre kant.

Om en elektrisk spänning skapas i detta område så att det finns en positiv pol på sidan av p-halvledaren och en negativ pol på sidan av n-halvledaren, då under inverkan av det elektriska fältet, elektroner från n -halvledare och hål från p-halvledaren kommer att flytta (injicera) in i området pn - övergång.

Under rekombinationen av elektroner och hål kommer fotoner att sändas ut, och i närvaro av en optisk resonator är generering av laserstrålning möjlig.

Den optiska resonatorns speglar är de polerade ytorna på halvledarkristallen, orienterade vinkelrätt mot pn-övergångsplanet. Sådana lasrar kännetecknas av miniatyrisering, eftersom dimensionerna på det aktiva halvledarelementet kan vara cirka 1 mm.

Beroende på vilken funktion som övervägs, är alla lasrar uppdelade enligt följande).

Första tecknet. Det är brukligt att skilja mellan laserförstärkare och generatorer. I förstärkare tillförs svag laserstrålning vid ingången och vid utgången förstärks den på motsvarande sätt. Det finns ingen extern strålning i generatorerna, den uppstår i arbetssubstansen på grund av dess excitation med hjälp av olika pumpkällor. Alla medicinska laserapparater är generatorer.

Det andra tecknet är arbetsämnets fysiska tillstånd. I enlighet med detta delas lasrar in i fast tillstånd (rubin, safir, etc.), gas (helium-neon, helium-kadmium, argon, koldioxid, etc.), flytande (vätskeformigt dielektriskt med sällsynta föroreningsarbetsatomer). jordmetaller) och halvledare (arsenid-gallium, arsenid-fosfid-gallium, selenid-bly, etc.).

Metoden för excitation av arbetssubstansen är den tredje särskiljande egenskapen hos lasrar. Beroende på excitationskällan finns det lasrar med optisk pumpning, med pumpning på grund av en gasurladdning, elektronisk excitation, laddningsbärarinjektion, med termisk, kemisk pumpning och några andra.

Laserns emissionsspektrum är nästa tecken på klassificering. Om strålningen är koncentrerad till ett smalt våglängdsområde, är det vanligt att betrakta lasern som monokromatisk och en specifik våglängd anges i dess tekniska data; om den är inom ett brett intervall bör lasern betraktas som bredband och våglängdsområdet ska anges.

Beroende på arten av den emitterade energin särskiljs pulsade lasrar och kontinuerliga våglasrar. Begreppen en pulsad laser och en laser med frekvensmodulering av kontinuerlig strålning bör inte förväxlas, eftersom vi i det andra fallet faktiskt får diskontinuerlig strålning av olika frekvenser. Pulsade lasrar har en hög effekt i en enda puls och når 10 W, medan deras genomsnittliga pulseffekt, bestämt av motsvarande formler, är relativt låg. För cw-lasrar med frekvensmodulering är effekten i den så kallade pulsen lägre än effekten av kontinuerlig strålning.

Enligt den genomsnittliga utstrålningseffekten (nästa klassificeringsfunktion) är lasrar indelade i:

hög energi (skapad strålningseffekt med flödestäthet på ytan av ett föremål eller biologiskt föremål - mer än 10 W/cm2);

medelenergi (skapad strålningseffekt av flödestäthet - från 0,4 till 10 W / cm2);

· lågenergi (skapad flödestäthet strålningseffekt - mindre än 0,4 W/cm2).

mjuk (genererad energiexponering - E eller effektflödestäthet på den bestrålade ytan - upp till 4 mW/cm2);

medelvärde (E - från 4 till 30 mW/cm2);

hård (E - mer än 30 mW / cm2).

I enlighet med sanitära normer och regler för design och drift av lasrar nr 5804-91, beroende på graden av fara för den genererade strålningen för driftpersonalen, är lasrar indelade i fyra klasser.

Lasrar av den första klassen inkluderar sådana tekniska anordningar, vars utgång kollimerad (innesluten i en begränsad solid vinkel) strålning som inte utgör någon fara när den bestrålas i ögonen och huden på en person.

Lasrar av den andra klassen är enheter vars utgående strålning är farlig när den bestrålas till ögonen av direkt och spegelreflekterad strålning.

Lasrar av den tredje klassen är enheter vars utstrålning är farlig när ögonen utsätts för direkt och spegelreflekterad strålning, såväl som diffust reflekterad strålning på ett avstånd av 10 cm från en diffust reflekterande yta, och (eller) när huden exponeras till riktad och spegelreflekterad strålning.

Lasrar av den fjärde klassen är enheter vars utstrålning är farlig när huden utsätts för diffust reflekterad strålning på ett avstånd av 10 cm från en diffust reflekterande yta.

Människan har lärt sig många tekniska uppfinningar genom att observera naturfenomen, analysera dem och tillämpa den förvärvade kunskapen i den omgivande verkligheten. Så människan fick förmågan att tända en eld, skapade ett hjul, lärde sig att generera elektricitet, fick kontroll över en kärnreaktion.

Till skillnad från alla dessa uppfinningar har lasern inga analoger i naturen. Dess uppkomst associerades enbart med teoretiska antaganden inom ramen för framväxande kvantfysik. Existensen av principen som låg till grund för lasern förutspåddes i början av 1900-talet av den största vetenskapsmannen Albert Einstein.

Ordet "laser" dök upp som ett resultat av minskningen av fem ord som beskrev kärnan i den fysiska processen till de första bokstäverna. I den ryska versionen kallas denna process "förstärkning av ljus med hjälp av stimulerad emission."

Enligt principen för dess funktion är lasern en kvantgenerator av fotoner. Kärnan i fenomenet som ligger till grund för det är att under inverkan av energi i form av en foton, avger en atom en annan foton, som är identisk med den första i rörelseriktningen, dess fas och polarisering. Som ett resultat förstärks det emitterade ljuset.

Detta fenomen är omöjligt under förhållanden med termodynamisk jämvikt. Olika metoder används för att skapa inducerad strålning: elektrisk, kemisk, gas och andra. Lasrar som används i hemmet (laserdiskenheter, laserskrivare). halvledarsätt stimulering av strålning under inverkan av en elektrisk ström.

Funktionsprincipen är passagen av ett luftflöde genom värmaren in i varmluftspistolröret och efter att ha nått de inställda temperaturerna kommer det in i delen som ska lödas genom speciella munstycken.

I händelse av fel kan svetsomriktaren repareras med egna händer. Du kan läsa reparationstips.

Dessutom är en nödvändig komponent i alla fullfjädrade laser optisk resonator, vars funktion är att förstärka ljusstrålen genom att reflektera den flera gånger. För detta ändamål används speglar i lasersystem.

Det bör sägas att det är orealistiskt att skapa en verklig kraftfull laser med dina egna händer hemma. För detta är det nödvändigt att ha specialkunskaper, utföra komplexa beräkningar och ha en bra material- och teknisk bas.

Till exempel är lasermaskiner som kan skära metall extremt varma och kräver extrema kylningsåtgärder, inklusive användning av flytande kväve. Dessutom är enheter baserade på kvantprincipen extremt nyckfulla, kräver den finaste inställningen och tolererar inte ens den minsta avvikelse från de nödvändiga parametrarna.

Nödvändiga komponenter för montering

För att montera en laserkrets med dina egna händer behöver du:

  • Omskrivbar DVD-ROM (RW). Den har en röd laserdiod med en effekt på 300 mW. Du kan använda laserdioder från BLU-RAY-ROM-RW - de avger violett ljus med en effekt på 150 mW. För våra ändamål är de bästa ROM-skivorna de med högre skrivhastigheter: de är kraftfullare.
  • Puls NCP1529. Omvandlaren matar ut en ström på 1A, stabiliserar spänningen i intervallet 0,9-3,9 V. Dessa indikatorer är idealiska för vår laserdiod, som kräver en konstant spänning på 3 V.
  • Kollimator för att få en jämn ljusstråle. Nu finns det många lasermoduler till försäljning från olika tillverkare, inklusive kollimatorer.
  • Utgångsobjektiv från ROM.
  • Hus till exempel från en laserpekare eller ficklampa.
  • Ledningar.
  • Batterier 3,6 V.

För att ansluta delarna kommer det att vara nödvändigt att bestämma vilken kabel som är fas, och var är noll och jord. Detta kommer att hjälpa ett sådant verktyg som.

På så sätt kan den enklaste lasern sättas ihop. Vad kan en sådan hantverks "ljusförstärkare" göra:

  • Tänd en tändsticka på avstånd.
  • Smält plastpåsar och tunt papper.
  • Avge en stråle på ett avstånd av mer än 100 meter.

En sådan laser är farlig: den kommer inte att bränna hud eller kläder, men den kan skada ögonen.

Därför måste du använda en sådan enhet noggrant: lysa den inte på reflekterande ytor (speglar, glasögon, reflektorer) och i allmänhet var extremt försiktig - strålen kan orsaka skada om den träffar ögat även från ett avstånd av en hundra meter.

Gör-det-själv laser på video

Att göra en kraftfull brinnande laser med dina egna händer är en enkel uppgift, men förutom möjligheten att använda ett lödkolv, kommer omsorg och noggrannhet av tillvägagångssättet att krävas. Det bör genast noteras att djup kunskap om elektroteknik inte behövs här, och du kan göra en enhet även hemma. Det viktigaste under arbetet är iakttagandet av säkerhetsåtgärder, eftersom exponering för en laserstråle är skadlig för ögonen och huden.

Lasern är en farlig leksak som kan vara skadlig för hälsan om den används slarvigt. Rikta inte lasern mot människor eller djur!

Vad kommer att krävas?

Varje laser kan delas in i flera komponenter:

  • ljusflödessändare;
  • optik;
  • energikälla;
  • strömstabilisator (förare).

För att göra en kraftfull hemmagjord laser måste du överväga alla dessa komponenter separat. Det mest praktiska och lätta att montera är en laser baserad på en laserdiod, och vi kommer att överväga det i den här artikeln.

Var kan jag få tag i en diod för en laser?

Arbetskroppen för en laser är en laserdiod. Du kan köpa den i nästan vilken radiobutik som helst, eller få den från en CD-enhet som inte fungerar. Faktum är att drivenhetens inoperabilitet sällan är förknippad med fel på laserdioden. Med en trasig enhet tillgänglig kan du få önskat element utan extra kostnad. Men du måste ta hänsyn till att dess typ och egenskaper beror på modifieringen av enheten.

Den svagaste lasern som fungerar i det infraröda området är installerad i CD-ROM-enheter. Dess kraft räcker bara för att läsa CD-skivor, och strålen är nästan osynlig och kan inte bränna igenom föremål. CD-RW har en kraftfullare laserdiod, lämplig för bränning och klassad för samma våglängd. Det anses vara det farligaste, eftersom det avger en stråle i spektrumet som är osynligt för ögat.

DVD-ROM-enheten är utrustad med två svaga laserdioder, som bara har tillräckligt med energi för att läsa CD- och DVD-skivor. DVD-RW-brännaren har en röd laser med hög effekt. Dess stråle är synlig i alla ljus och kan lätt antända vissa föremål.

BD-ROM-skivan har en lila eller blå laser, som i parametrar liknar DVD-ROM-motsvararen. Från BD-RE-skrivare kan du få den mest kraftfulla laserdioden med en vacker violett eller blå stråle som kan brinna. Det är dock ganska svårt att hitta en sådan enhet för demontering, och en fungerande enhet är dyr.

Den mest lämpliga är en laserdiod från en DVD-RW-brännare. Laserdioder av högsta kvalitet är installerade i LG-, Sony- och Samsung-enheter.

Ju högre skrivhastighet en DVD-enhet har, desto kraftfullare är laserdioden installerad i den.

Demontering av drivenhet

Med drevet framför sig är det första du ska göra att ta bort topplocket genom att skruva loss 4 skruvar. Därefter tas den rörliga mekanismen bort, som är placerad i mitten och är ansluten till kretskortet med en flexibel kabel. Nästa mål är en laserdiod som tillförlitligt pressas in i en radiator gjord av aluminium eller duraluminlegering. Innan du demonterar den rekommenderas det att skydda mot statisk elektricitet. För att göra detta löds laserdiodens ledningar eller lindas med en tunn koppartråd.

Vidare är två alternativ möjliga. Den första innebär driften av den färdiga lasern i form av en stationär installation tillsammans med en standardradiator. Det andra alternativet är att montera enheten i kroppen av en bärbar ficklampa eller laserpekare. I det här fallet måste du använda kraft för att bita igenom eller skära av kylaren utan att skada det strålande elementet.

Förare

Strömförsörjningen till lasern måste tas på ett ansvarsfullt sätt. Precis som med lysdioder måste detta vara en konstant strömkälla. Det finns många kretsar på Internet som drivs av ett batteri eller batteri genom ett begränsningsmotstånd. Tillräckligheten av en sådan lösning är tveksam, eftersom spänningen på batteriet eller batteriet varierar beroende på laddningsnivån. Följaktligen kommer strömmen som flyter genom laseremitteringsdioden att avvika kraftigt från det nominella värdet. Som ett resultat kommer enheten inte att fungera effektivt vid låga strömmar, och vid höga strömmar kommer det att leda till en snabb minskning av intensiteten av dess strålning.

Det bästa alternativet är att använda den enklaste strömstabilisatorn som är byggd på basen. Denna mikrokrets tillhör kategorin universella integrerade stabilisatorer med förmågan att självständigt ställa in ström och spänning vid utgången. Mikrokretsen fungerar i ett brett spektrum av inspänningar: från 3 till 40 volt.

En analog till LM317 är det inhemska chippet KR142EN12.

För det första laboratorieexperimentet är schemat nedan lämpligt. Beräkningen av det enda motståndet i kretsen utförs enligt formeln: R = I / 1,25, där I är den nominella laserströmmen (referensvärde).

Ibland, vid utgången av stabilisatorn, installeras en polär kondensator på 2200 uFx16 V och en opolär kondensator på 0,1 uF parallellt med dioden. Deras deltagande är motiverat vid leverans av spänning till ingången från en stationär strömförsörjning, som kan missa en obetydlig variabel komponent och impulsljud. En av dessa kretsar, designad för att drivas av ett Krona-batteri eller ett litet batteri, presenteras nedan.

Diagrammet visar det ungefärliga värdet på motståndet R1. För den exakta beräkningen måste du använda formeln ovan.

Efter att ha monterat den elektriska kretsen kan du göra en preliminär inkludering och, som bevis på kretsens funktion, observera det klarröda spridda ljuset från sändningsdioden. Efter att ha mätt sin verkliga ström och höljestemperatur är det värt att tänka på behovet av att installera en radiator. Om lasern ska användas i en stationär installation vid höga strömmar under lång tid, måste passiv kylning tillhandahållas. Nu, för att uppnå målet, finns det väldigt lite kvar: att fokusera och få en smal stråle med hög kraft.

Optik

I vetenskapliga termer är det dags att bygga en enkel kollimator, en anordning för att få strålar av parallella ljusstrålar. Ett idealiskt alternativ för detta ändamål skulle vara ett standardobjektiv som tas från enheten. Med dess hjälp kan du få en ganska tunn laserstråle med en diameter på cirka 1 mm. Energimängden hos en sådan stråle räcker för att bränna igenom papper, tyg och kartong på några sekunder, smälta plast och bränna ved. Om du fokuserar en tunnare stråle kan denna laser skära plywood och plexiglas. Men det är ganska svårt att justera och säkert fixera objektivet från enheten på grund av dess lilla brännvidd.

Det är mycket lättare att bygga en kollimator baserad på en laserpekare. Dessutom kan en drivrutin och ett litet batteri placeras i dess fodral. Utgången kommer att vara en stråle med en diameter på cirka 1,5 mm med en mindre brinneffekt. I dimmigt väder eller vid kraftigt snöfall kan otroliga ljuseffekter observeras genom att rikta ljusflödet mot himlen.

Genom webbutiken kan du köpa en färdig kollimator, speciellt designad för montering och justering av lasern. Dess kropp kommer att fungera som en radiator. Genom att känna till måtten på alla komponenter i enheten kan du köpa en billig LED-ficklampa och använda dess kropp.

Avslutningsvis skulle jag vilja lägga till några fraser om farorna med laserstrålning. Rikta först aldrig laserstrålen in i ögonen på människor eller djur. Detta leder till allvarlig synnedsättning. För det andra, bär gröna skyddsglasögon medan du experimenterar med den röda lasern. De förhindrar passage av det mesta av den röda komponenten i spektrumet. Mängden ljus som passerar genom glasögonen beror på strålningens våglängd. Att titta på laserstrålen från sidan utan skyddsutrustning är endast tillåtet under en kort stund. Annars kan smärta i ögonen uppstå.

Läs också

Har du bestämt dig för att göra något otroligt med enkla detaljer? Lasern anses inte vara en nyhet i vår tid, men det är inte svårt att göra det hemma. Vi kommer att berätta hur man gör en laser själv med hjälp av en diskenhet och en vanlig ficklampa.

Uppmärksamhet! Lasereffekten når upp till 250 milliwatt. Innan du påbörjar experimentet, ta hand om din säkerhet och sätt på dig skyddsglasögon (svetsglasögon). Rikta aldrig laserstrålen mot människor eller djur, speciellt mot ögonen. Lasern kan skada en person.

För att göra en laser själv behöver vi:

1. En enhet för att bränna DVD-skivor.
2. AixiZ laserpekare (du kan ta en till).
3. Skruvmejsel.
4. Ficklampa.

Hur tar man reda på kraften hos en laserdiod?

Du kan bestämma lasereffekten genom egenskaperna hos skrivhastigheten för skivor med dubbla lager:

1. Hastighet 10X, lasereffekt 170-200 milliwatt.
2. Hastighet 16X, lasereffekt 250-270 milliwatt.

Instruktion. Hur gör man en laser?

Steg 1. Snurra på DVD-enheten och öppna locket. Vi släpper och tar ut vagnen (drivningens struktur kan skilja sig, men varje enhet har två styrningar längs vilka vagnen rör sig) och kopplar bort alla kablar.

Steg 2. Efter att ha frigjort vagnen fortsätter vi att linda upp skruvarna och delarna för att frigöra själva dioden. Frekvensomriktaren kan ha två diodlasrar:

1. För att läsa skivan (infraröd diod).
2. För att spela in en skiva (röd diod).

Den högra dioden (röd) har ett kort fäst på sig, använd en vanlig lödkolv för att frigöra dioden.

Steg 3. Efter en kort process bör vi få dioden i denna form.

I varje hus finns en gammal sliten teknik. Någon slänger den på en soptipp, och några hantverkare försöker använda den för några hemgjorda uppfinningar. Så den gamla laserpekaren kan användas bra - det är möjligt att göra en laserskärare med egna händer.

För att göra en riktig laser från en ofarlig prydnadssak måste du förbereda följande föremål:

  • laserpekare;
  • ficklampa med laddningsbara batterier;
  • gammal, kanske inte en fungerande CD/DVD-RW-brännare. Huvudsaken är att han har en drivning med en fungerande laser;
  • en uppsättning skruvmejslar och en lödkolv. Det är bättre att använda en märkesskärare, men i avsaknad av en vanlig kan det också fungera.

Att göra en laserskärare

Först måste du ta bort laserskäraren från enheten. Detta arbete är inte svårt, men du måste ha tålamod och ägna maximal uppmärksamhet. Eftersom den innehåller ett stort antal ledningar är deras struktur densamma. När du väljer en enhet är det viktigt att överväga närvaron av ett skrivalternativ, eftersom det är i denna modell som en laser kan göra inspelningar. Inspelning görs genom att ett tunt lager metall förångas från själva skivan. I fallet när lasern fungerar för läsning, används den med halv styrka, vilket framhäver disken.

När du demonterar de övre fästelementen kan du hitta en vagn med en laser placerad i den, som kan röra sig i två riktningar. Den ska försiktigt tas bort genom att skruva loss, det finns ett stort antal löstagbara enheter och skruvar som är viktiga att försiktigt ta bort. För vidare arbete behövs en röd diod, med vilken bränningen utförs. För att ta bort det behöver du en lödkolv, och du måste också försiktigt ta bort fästelementen. Det är viktigt att notera att en oumbärlig del för tillverkning av en laserskärare inte kan skakas och tappas, därför rekommenderas att vara försiktig när du tar bort laserdioden.

Hur huvudelementet i den framtida lasermodellen kommer att tas bort, du måste noggrant väga allt och ta reda på var du ska placera det och hur du ansluter strömförsörjningen till den, eftersom skrivlaserdioden behöver mycket mer ström än dioden från laserpekare, och i det här fallet kan du använda flera sätt.

Därefter ersätts dioden i pekaren. För att skapa en kraftfull laserpekare måste den inbyggda dioden tas bort, i dess ställe är det nödvändigt att installera en liknande från CD / DVD-RW-enheten. Pekaren demonteras i sekvens. Den ska vara otvinnad och delad i två delar, ovanpå ligger den del som ska bytas ut. Den gamla dioden tas bort och den nödvändiga dioden installeras på sin plats, som kan fixeras med lim. Det finns fall då det kan vara svårt att ta bort den gamla dioden, i den här situationen kan du använda en kniv och skaka pekaren lite.

Nästa steg blir tillverkningen av ett nytt fodral. Så att den framtida lasern bekvämt kan användas, anslut ström till den och för att ge den ett imponerande utseende, kan du använda ficklampfodralet. Den konverterade övre delen av laserpekaren är installerad i en ficklampa och ström tillförs den från uppladdningsbara batterier, som är anslutna till dioden. Det är viktigt att inte vända polariteten på strömförsörjningen. Innan du monterar ficklampan måste glaset och delar av pekaren tas bort, eftersom den inte kommer att leda laserstrålens direkta väg.

Det sista steget är förberedelse för användning. Innan du ansluter är det nödvändigt att kontrollera styrkan på laserfixeringen, korrekt anslutning av trådarnas polaritet och om lasern är i nivå.

Efter att ha genomfört dessa enkla steg är laserskäraren redo att användas. En sådan laser kan användas för att bränna igenom papper, polyeten, för att tända tändstickor. Omfattningen kan vara omfattande, allt kommer att bero på fantasin.

Ytterligare poäng

Du kan göra en mer kraftfull laser. För dess tillverkning behöver du:

  • DVD-RW-enhet, kan vara i icke-fungerande skick;
  • kondensatorer 100 pF och 100 mF;
  • motstånd 2-5 ohm;
  • tre laddningsbara batterier;
  • trådar med lödkolv;
  • kollimator;
  • LED-ficklampa i stål.

Detta är det okomplicerade kitet som kommer med monteringen av drivrutinen, som med hjälp av brädan kommer att få laserskäraren till den kraft som krävs. Strömkällan kan inte anslutas direkt till dioden, eftersom den omedelbart försämras. Det är också viktigt att tänka på att laserdioden måste drivas av ström, inte spänning.

Kollimatorn är ett hus utrustat med en lins, tack vare vilken alla strålar konvergerar till en smal stråle. Sådana enheter köps i radiodelarbutiker. De är bekväma eftersom de redan har en plats för att installera en laserdiod, och när det gäller kostnaden är den ganska liten, bara 200-500 rubel.

Du kan naturligtvis använda ett fodral från en pekare, men det blir svårt att fästa en laser i den. Sådana modeller är gjorda av plastmaterial, och detta kommer att leda till uppvärmning av höljet, och det kommer inte att kylas tillräckligt.

Tillverkningsprincipen liknar den föregående, eftersom i detta fall också en laserdiod från en DVD-RW-enhet används.

Under tillverkningen måste antistatiska handledsremmar användas.

Detta är nödvändigt för att ta bort statisk elektricitet från laserdioden, den är mycket känslig. I avsaknad av armband kan du klara dig med improviserade medel - du kan linda en tunn tråd runt dioden. Därefter kommer föraren.

Innan hela enheten sätts ihop kontrolleras drivrutinens funktion. I det här fallet är det nödvändigt att ansluta en icke-fungerande eller andra diod och mäta styrkan på den medföljande strömmen med en multimeter. Med tanke på strömhastigheten är det viktigt att välja dess styrka enligt normerna. För många modeller gäller en ström på 300-350 mA och för snabbare kan 500 mA användas, men en helt annan drivrutin måste användas för detta.

Naturligtvis kan alla icke-professionella tekniker montera en sådan laser, men ändå, för skönhet och bekvämlighet, är det mest rimligt att bygga en sådan enhet i ett mer estetiskt fall, och vilken som ska användas kan väljas för varje smak. Det kommer att vara mest praktiskt att montera den i fallet med en LED-ficklampa, eftersom dess dimensioner är kompakta, endast 10x4 cm. Men du behöver fortfarande inte bära en sådan enhet i fickan, eftersom de relevanta myndigheterna kan göra påståenden. En sådan anordning förvaras bäst i ett speciellt fodral för att undvika att linsen dammas.

Det är viktigt att inte glömma att enheten är ett slags vapen som bör användas med försiktighet och inte bör riktas mot djur och människor, eftersom det är mycket farligt och kan vara skadligt för hälsan, det farligaste är riktningen i ögon. Det är farligt att ge sådana apparater till barn.

Lasern kan utrustas med olika enheter, och då kommer ett ganska kraftfullt sikte för vapen, både pneumatiska och skjutvapen, ur en ofarlig leksak.

Här är några enkla tips för att göra en laserskärare. Efter att ha förbättrat denna design något, är det möjligt att göra fräsar för att skära akrylmaterial, plywood och plast, och för att gravera.


Hej mina damer och herrar. Idag öppnar jag en serie artiklar om kraftfulla lasrar, eftersom habrapoisk säger att folk letar efter liknande artiklar. Jag vill berätta för dig hur du kan göra en ganska kraftfull laser hemma, och också lära dig hur du använder denna kraft inte bara för att "glänsa på molnen".

En varning!

Artikeln beskriver tillverkningen av en högeffektlaser ( 300mW ~ effekt 500 kinesiska pekare), vilket kan skada din och andras hälsa! Var extremt försiktig! Använd skyddsglasögon och Rikta inte laserstrålen mot människor eller djur!

Låt oss ta reda på.

På Habré halkade artiklar om bärbara lasrar Dragon Lasers, som Hulk, bara ett par gånger. I den här artikeln kommer jag att berätta hur du kan göra en laser som inte är sämre i kraft än de flesta modeller som säljs i den här butiken.

Matlagning.

Först måste du förbereda alla komponenter:
- icke-fungerande (eller fungerande) DVD-RW-enhet med en inspelningshastighet på 16x eller högre;
- kondensatorer 100 pF och 100 mF;
- motstånd 2-5 Ohm;
- tre AAA-batterier;
- lödkolv och trådar;
- kollimator (eller kinesisk pekare);
- LED-lampa i stål.

Detta är ett nödvändigt minimum för tillverkning av en enkel förarmodell. Drivrutinen är i själva verket ett kort som kommer att mata ut vår laserdiod till den effekt som krävs. Det är inte värt att ansluta strömkällan direkt till laserdioden - det kommer att misslyckas. Laserdioden måste drivas av ström, inte spänning.

En kollimator är i själva verket en modul med en lins som reducerar all strålning till en smal stråle. Färdiga kollimatorer kan köpas i radiobutiker. Dessa har redan omedelbart en bekväm plats att installera en laserdiod, och kostnaden är 200-500 rubel.

Du kan också använda en kollimator från en kinesisk pekare, dock kommer laserdioden att vara svår att fixa, och själva kollimatorns kropp kommer med största sannolikhet att vara gjord av metalliserad plast. Så vår diod kommer att vara dåligt kyld. Men detta är också möjligt. Detta alternativ kan ses i slutet av artikeln.

Vi gör.

Först måste du skaffa själva laserdioden. Detta är en mycket ömtålig och liten del av vår DVD-RW-enhet - var försiktig. En kraftfull röd laserdiod finns i vagnen på vår drivenhet. Du kan skilja den från en svag med en större radiator än en konventionell IR-diod.

Det rekommenderas att använda ett antistatiskt handledsband eftersom laserdioden är mycket känslig för statisk elektricitet. Om det inte finns något armband kan du linda diodledningarna med en tunn tråd medan den väntar på installation i fodralet.


Enligt detta schema måste du löda föraren.


Vänd inte om polariteten! Laserdioden kommer också att misslyckas omedelbart om polariteten på ineffekten vänds.

Diagrammet visar en 200 mF kondensator, dock räcker 50-100 mF för portabilitet.

Vi försöker.

Innan du installerar laserdioden och monterar allt i höljet, kontrollera förarens prestanda. Anslut en annan laserdiod (icke-fungerande eller den andra från frekvensomriktaren) och mät strömmen med en multimeter. Beroende på hastighetsegenskaperna måste strömstyrkan väljas korrekt. För 16x-modeller är 300-350mA ganska lämpligt. För de snabbaste 22x kan till och med 500mA appliceras, men med en helt annan drivrutin, vars tillverkning jag planerar att beskriva i en annan artikel.


Ser hemskt ut, men det fungerar!

Estetik.

Du kan skryta om en laser monterad i vikt endast framför samma galna tekno-galningar, men för skönhet och bekvämlighet är det bättre att montera den i ett bekvämt fodral. Här är det bättre att välja hur du gillar det. Jag monterade hela kretsen i en vanlig LED-ficklampa. Dess dimensioner överstiger inte 10x4cm. Jag råder dig dock inte att ta med dig den: du vet aldrig vilka anspråk som kan göras av relevanta myndigheter. Och det är bättre att förvara i ett speciellt fodral så att den känsliga linsen inte blir dammig.

Detta är ett alternativ med minimal kostnad - en kollimator från en kinesisk pekare används:

Att använda en fabrikstillverkad modul ger följande resultat:

Laserstrålen är synlig på kvällen:

Och, naturligtvis, i mörkret:

Kanske.

Ja, jag vill berätta och visa i följande artiklar hur sådana lasrar kan användas. Hur man gör mycket kraftfullare exemplar som kan skära metall och trä, och inte bara sätta eld på tändstickor och smälta plast. Hur man gör hologram och skannar objekt för att få 3D Studio Max-modeller. Hur man gör kraftfulla gröna eller blå lasrar. Omfattningen av lasrar är ganska bred, och en artikel räcker inte.

Behöver komma ihåg.

Glöm inte säkerheten! Lasrar är inga leksaker! Ta hand om dina ögon!

När lasern nämns minns de flesta omedelbart episoder från science fiction-filmer. En sådan uppfinning har dock länge och hårt kommit in i våra liv och är inte något fantastiskt. Lasern har funnit sin tillämpning inom många områden, från medicin och tillverkning till underhållning. Därför blir många intresserade av om och hur man gör en laser själv.

Att göra en laser hemma

Beroende på detaljerna och de krav som ställs är lasrar helt olika, både i storlek (från fickpekare till storleken på en fotbollsplan), och i kraft, använda media och andra parametrar. Naturligtvis är det omöjligt att göra en kraftfull produktionsstråle på egen hand hemma, eftersom dessa inte bara är tekniskt komplexa enheter, utan också saker som är mycket nyckfulla i underhållet. Men en enkel, men pålitlig och kraftfull gör-det-själv-laser kan skulpteras från en vanlig DVD-RW-enhet.

Funktionsprincip

Ordet "laser" kom till oss från det engelska språket "laser", som är en förkortning av de första bokstäverna i ett mycket mer komplext namn: ljusförstärkning genom stimulerad strålning och bokstavligen översätts som "förstärkning av ljus genom stimulerad emission. " Det kan också kallas en optisk kvantgenerator. Det finns många typer av lasrar, och deras tillämpningsområde är extremt omfattande.

Principen för dess funktion är att omvandla en energi (ljus, kemisk, elektrisk) till energin från olika strålningsflöden, det vill säga den är baserad på fenomenet stimulerad eller inducerad strålning.

Konventionellt visar operationsprincipen följande ritning:

Material som krävs för arbetet

När man beskriver grunderna för lasern ser allt komplicerat och obegripligt ut. Faktum är att det är extremt enkelt att göra en laser med dina egna händer hemma. Du behöver några tillbehör och verktyg:

  1. Det mest grundläggande du behöver för att skapa en laser är en DVD-RW-enhet, det vill säga en brännare från en dator eller spelare. Ju högre inspelningshastighet, desto kraftfullare blir själva produkten. Det är att föredra att köra med en hastighet på 22X, eftersom dess effekt är den högsta, cirka 300 mW. Samtidigt skiljer de sig i färg: röd, grön, lila. När det gäller icke-skrivande ROM, är de för svaga. Det är också värt att uppmärksamma det faktum att efter manipulationer med enheten kommer den inte längre att fungera, så det är värt att ta antingen en redan ur drift, men med en fungerande laser, eller en som du inte kommer att ångra att säga hejdå till.
  2. Du kommer också att behöva en strömstabilisator, även om det finns en önskan att klara sig utan den. Men det är värt att veta att alla dioder (och lasern är inget undantag) "föredrar" inte spänning, utan ström. De billigaste och föredragna alternativen är pulsomvandlaren NCP1529 eller mikrokretsen LM317 (liknande KR142EN12).
  3. Utgångsmotståndet väljs beroende på strömförsörjningsströmmen för laserdioden. Den beräknas med formeln: R=I/1,25, där I är laserns märkström.
  4. Två kondensatorer: 0,1uF och 100uF.
  5. Kollimator eller laserpekare.
  6. AAA-batterier.
  7. Ledningar.
  8. Verktyg: lödkolv, skruvmejslar, tång, etc.

Ta bort laserdioden från DVD-enheten

Huvuddelen som måste tas bort är lasern från dvd-enheten. Detta är inte svårt att göra, men det är värt att känna till några av nyanserna som hjälper till att undvika eventuella missförstånd under arbetet.

Först och främst måste DVD-enheten demonteras för att komma till vagnen, på vilken laserdioderna är placerade. En av dem är en läsare – han är för svag. Den andra skrivaren är precis vad du behöver för att göra en laser från en dvd-enhet.

På vagnen är dioden monterad på kylaren och säkert fastsatt. Om det inte är beräknat att använda en annan radiator, är den befintliga ganska lämplig. Därför måste du ta bort dem tillsammans. Klipp annars försiktigt av benen vid ingången till kylaren.

Eftersom dioder är extremt känsliga för statisk elektricitet är det användbart att skydda dem.. För att göra detta måste du linda benen på laserdioden tillsammans med en tunn tråd.

Det återstår bara att samla alla detaljer, och själva ROM-minnet behövs inte längre.

Montering av laserenheten

Det är nödvändigt att ansluta dioden som extraheras från sidirom till omvandlaren, observera polariteten, annars kommer laserdioden omedelbart att misslyckas och bli olämplig för vidare användning.

En kollimator är installerad på diodens baksida så att ljuset kan koncentreras till en stråle. Även om du istället för det kan använda linsen som ingår i rommen, eller linsen som laserpekaren redan innehåller. Men i det här fallet måste du utföra justeringen för att få det nödvändiga fokuset.

På andra sidan av omvandlaren är ledningar lödda som ansluter till kontakterna på höljet, där batterierna kommer att installeras.

Schemat hjälper till att slutföra lasern från DVD-enheten med dina egna händer:

När anslutningen av alla komponenter är klar kan du kontrollera prestandan för den resulterande enheten. Om allt fungerar, återstår det att placera hela strukturen i väskan och fixa den där.

Hemmagjord bostad

Man kan närma sig tillverkningen av fodralet på olika sätt. Perfekt för dessa ändamål, till exempel är ett fodral från en kinesisk lykta lämplig. Du kan också använda en färdig laserpekarkropp. Men den bästa lösningen kan vara hemmagjord, gjord av aluminiumprofiler.

Aluminium är i sig själv lätt i vikt och samtidigt lämpar det sig väl för bearbetning. Hela strukturen är bekvämt belägen i den. Det kommer också att vara bekvämt att fixa det. Om det behövs kan du alltid enkelt skära ut den önskade biten eller böja den i enlighet med de nödvändiga parametrarna.

Säkerhet och testning

När allt arbete är klart är det dags att testa den resulterande kraftfulla lasern. Det rekommenderas inte att göra detta inomhus. Därför är det bättre att gå ut till en öde plats. Samtidigt bör man komma ihåg det den tillverkade enheten är flera hundra gånger kraftfullare än en konventionell laserpekare, och detta förpliktar att använda den med extrem försiktighet. Rikta inte strålen mot människor eller djur, se till att strålen inte reflekteras och inte kommer in i ögonen. Vid användning av en röd laserstråle rekommenderas att bära gröna glasögon, detta minskar avsevärt risken för synskador i oförutsedda fall. Trots allt rekommenderas inte ens från utsidan att titta på laserstrålar.

Rikta inte laserstrålen mot brandfarliga eller explosiva föremål och ämnen.

Den skapade enheten, med en korrekt justerad lins, kan mycket väl skära plastpåsar, bränna den på ett träd, poppa ballonger och till och med bränna den - en slags stridslaser. Det är otroligt vad som kan göras från en DVD-enhet. Därför, när du testar en tillverkad enhet, är det alltid värt att komma ihåg säkerhetsåtgärder.

En laserpekare är ett användbart föremål, vars syfte beror på kraften. Om den inte är särskilt stor, kan strålen riktas mot avlägsna föremål. I det här fallet kan pekaren spela rollen som en leksak och användas för underhållning. Det kan också vara praktiskt användbart, att hjälpa en person att peka på föremålet han talar om. Med hjälp av improviserade föremål kan du göra en laser med dina egna händer.

Kort om enheten

Lasern uppfanns som ett resultat av att testa de teoretiska antagandena från forskare involverade i kvantfysik, som precis hade börjat dyka upp. Principen bakom laserpekaren förutspåddes av Einstein i början av 1900-talet. Inte konstigt att denna enhet är så kallad - "pekare".

Kraftfullare lasrar används för att bränna. Pekaren ger en möjlighet att realisera kreativ potential, till exempel kan de användas för att gravera ett vackert högkvalitativt mönster på trä eller plexiglas. De mest kraftfulla lasrarna kan skära metall, vilket är anledningen till att de används i bygg- och reparationsarbeten.

Funktionsprincipen för en laserpekare

Enligt operationsprincipen är lasern en fotongenerator. Kärnan i fenomenet som ligger bakom är att en atom påverkas av energi i form av en foton. Som ett resultat avger denna atom nästa foton, som rör sig i samma riktning som den föregående. Dessa fotoner har samma fas och polarisation. Naturligtvis förstärks det emitterade ljuset i detta fall. Ett sådant fenomen kan bara inträffa i frånvaro av termodynamisk jämvikt. För att skapa inducerad strålning används olika metoder: kemiska, elektriska, gas och andra.

Själva ordet "laser" uppstod inte från grunden. Det bildades som ett resultat av minskningen av ord som beskriver essensen av processen. På engelska är det fullständiga namnet på denna process: "light amplification by stimulated emission of radiation", vilket översätts till ryska som "light amplification by stimulated emission". Vetenskapligt sett, laserpekaren är en optisk kvantgenerator.

Förbereder för produktion

Som nämnts ovan kan du göra en laser med dina egna händer hemma. För att göra detta, förbered följande verktyg, såväl som enkla föremål, som nästan alltid finns hemma:

Dessa material räcker för att göra allt arbete med att tillverka både en enkel och en kraftfull laser med dina egna händer.

Självmontering av lasern

Du måste hitta en enhet. Huvudsaken är att dess laserdiod är i gott skick. Naturligtvis kanske det inte finns ett sådant föremål hemma. I det här fallet kan den köpas av de som har den. Ofta slänger människor optiska enheter även om deras laserdiod fortfarande fungerar eller säljer dem.

Att välja en enhet för tillverkning av en laserenhet, du måste vara uppmärksam på företaget där det utfärdades. Huvudsaken är att Samsung inte bör vara detta företag: enheter från denna tillverkare är utrustade med dioder som inte är skyddade från yttre påverkan. Följaktligen förorenas sådana dioder snabbt och utsätts för termisk stress. De kan skadas även av en lätt beröring.

Driverna från LG är bäst lämpade för att göra en laser: var och en av deras modeller är utrustade med en kraftfull kristall.

Det är viktigt att enheten, när den används för sitt avsedda ändamål, inte bara kan läsa utan också skriva information till disken. Inspelningsskrivare har en infraröd sändare som behövs för att montera en laserenhet.

Arbetet är i följande steg:

En färdig DIY-laserpekare kan enkelt skära igenom plastpåsar och omedelbart explodera ballonger. Om du riktar den här hemmagjorda enheten mot en träyta, kommer strålen omedelbart att brinna genom den. Vid användning måste försiktighet iakttas.

Handgjorda, användbara i alla hem.

Naturligtvis kommer en hemmagjord apparat inte att kunna få den stora kraft som produktionsapparater har, men ändå kommer det att vara möjligt att få lite nytta av det i vardagen.

Det mest intressanta är att du kan göra en laserskärare med gamla onödiga föremål.

Om du till exempel använder en gammal laserpekare kan du göra en laserenhet med dina egna händer.

För att processen med att skapa skäraren ska fortskrida så snabbt som möjligt är det nödvändigt att förbereda följande föremål och verktyg:

  • pekare av lasertyp;

  • laddningsbar ficklampa;

  • en gammal CD / DVD-RW-brännare, möjligen ur funktion - du behöver en enhet med en laser från den;

  • lödkolv och en uppsättning skruvmejslar.

Processen att göra en skärare med dina egna händer börjar med att demontera enheten, varifrån du behöver få enheten.

Extraktion måste göras så noggrant som möjligt, samtidigt som du måste ha tålamod och vara försiktig. Enheten har många olika ledningar med nästan samma struktur.

När du väljer en DVD-enhet måste du tänka på att det är en skrivare, eftersom det är detta alternativ som låter dig göra inspelningar med laser.

Inspelning görs genom att ett tunt metallskikt förångas från skivan.

Under läsningen fungerar lasern med halva sin tekniska kapacitet och lyser upp skivan lätt.

I processen att demontera det övre fästet kommer ögat att falla på vagnen med lasern, som kan röra sig i flera riktningar.

Vagnen måste försiktigt tas bort, ta försiktigt bort kopplingarna och skruvarna.

Sedan kan du gå vidare till att ta bort den röda dioden, på grund av vilken skivan bränns - detta kan enkelt göras med dina egna händer med hjälp av en elektrisk lödkolv. Det extraherade elementet ska inte skakas, än mindre tappas.

Efter att huvuddelen av den framtida skäraren är på ytan måste du göra en noggrant genomtänkt plan för montering av en laserskärare.

I det här fallet är det nödvändigt att ta hänsyn till följande punkter: hur man bäst placerar dioden, hur man ansluter den till en strömkälla, eftersom skrivanordningsdioden kräver mer elektricitet än pekarens huvudelement.

Det här problemet kan lösas på flera sätt.

För att göra en manuell skärare med mer eller mindre hög effekt måste du få in dioden i pekaren och sedan ändra den till elementet som tas bort från DVD-enheten.

Därför demonteras laserpekaren lika noggrant som DVD-brännaren.

Objektet vrids inte, sedan delas dess kropp i två halvor. Omedelbart på ytan kan du se den del som måste bytas ut med dina egna händer.

För att göra detta tas den inhemska dioden från pekaren bort och ersätts försiktigt med en kraftigare; dess säkra fästning kan göras med lim.

Det kanske inte är möjligt att omedelbart ta bort det gamla diodelementet, så du kan försiktigt plocka upp det med spetsen på en kniv och sedan försiktigt skaka pekarens kropp.

I nästa steg av tillverkningen av en laserskärare måste du göra ett fall för det.

För detta ändamål är en ficklampa med laddningsbara batterier användbar, vilket gör att laserskäraren kan få strömförsörjning, få ett estetiskt utseende och användarvänlighet.

För att göra detta är det nödvändigt att införa en modifierad övre del av den tidigare pekaren i ficklampans kropp med dina egna händer.

Sedan måste du ansluta laddning till dioden, med hjälp av batteriet i ficklampan. Det är mycket viktigt att noggrant fastställa polariteten under anslutningsprocessen.

Innan ficklampan monteras är det nödvändigt att ta bort glaset och andra onödiga delar av pekaren, som kan störa laserstrålen.

I slutskedet förbereds laserskäraren för användning.

För bekvämt manuellt arbete måste alla stadier av arbetet på enheten följas strikt.

För detta ändamål är det nödvändigt att kontrollera tillförlitligheten av fixeringen av alla inbäddade element, korrekt polaritet och jämnhet hos laserinstallationen.

Så om alla monteringsförhållanden som beskrivs ovan i artikeln har observerats exakt, är skäraren redo att användas.

Men eftersom en hemmagjord handhållen enhet är utrustad med låg effekt, är det osannolikt att en fullfjädrad laserskärare för metall kommer att ta sig ur den.

Vad en skärare helst kommer att kunna göra är att göra hål i papper eller plastfolie.

Men det är omöjligt att rikta en laseranordning gjord av sig själv mot en person, här kommer dess kraft att räcka för att skada kroppens hälsa.

Hur kan jag förstärka en hemmagjord laser?

För att göra en mer kraftfull laserskärare för metallarbete med dina egna händer måste du använda enheter från följande lista:

  • DVD-RW-enhet, det spelar ingen roll om den fungerar eller inte;

  • 100 pF och mF - kondensatorer;

  • 2-5 ohm motstånd;

  • 3 st. uppladdningsbara batterier;

  • lödkolv, trådar;

  • stållykta på LED-element.

Monteringen av en laserskärare för manuellt arbete sker enligt följande schema.

Med användningen av dessa enheter monteras föraren, och därefter, genom brädet, kommer den att kunna ge en viss kraft till laserskäraren.

I detta fall bör strömförsörjningen inte i något fall anslutas direkt till dioden, eftersom dioden kommer att brinna ut. Du måste också ta hänsyn till att dioden inte ska drivas av spänning, utan av ström.

En kropp utrustad med en optisk lins används som en kollimator, på grund av vilken strålar kommer att ackumuleras.

Den här delen är lätt att hitta i en speciell butik, det viktigaste är att den har ett spår för att installera en laserdiod. Priset på denna enhet är litet, cirka $ 3-7.

Förresten, lasern är monterad på samma sätt som skärmodellen som diskuterats ovan.

En tråd kan också användas som en antistatisk produkt, en diod är lindad runt den. Efter det kan du fortsätta till layouten för drivrutinsenheten.

Innan du går vidare till den fullständiga manuella monteringen av laserskäraren måste du kontrollera att drivrutinen fungerar.

Strömstyrkan mäts med en multimeter, för detta tar de den återstående dioden och tar mätningar med sina egna händer.

Med hänsyn till strömhastigheten, välj dess effekt för laserskäraren. Till exempel, i vissa versioner av laserenheter kan strömstyrkan vara 300-350 mA.

För andra, mer intensiva modeller är den 500 mA, förutsatt att en annan drivrutin används.

För att få en hemmagjord laser att se mer estetiskt tilltalande och bekväm att använda behöver den ett fodral som kan användas som en stålficklampa som fungerar på lysdioder.

Som regel är den nämnda enheten utrustad med kompakta dimensioner som gör att den får plats i fickan. Men för att undvika kontaminering av linsen måste du köpa eller sy ett fodral med dina egna händer i förväg.

Funktioner för produktion laserskärare

Alla har inte råd med priset på en laserskärare av produktionstyp för metall.

Sådan utrustning används för bearbetning och skärning av metallmaterial.

Funktionsprincipen för en laserskärare är baserad på generering av kraftfull strålning av ett verktyg, som har egenskapen att förånga eller blåsa ut ett smält metallskikt.

Denna produktionsteknik, när man arbetar med olika typer av metall, kan ge en högkvalitativ skärning.

Materialbearbetningens djup beror på typen av lasermaskin och egenskaperna hos de bearbetade materialen.

Idag används tre typer av lasrar: solid state, fiber och gas.

Enheten för solid state emitters är baserad på användningen av specifika typer av glas eller kristaller som ett arbetsmedium.

Här kan som exempel nämnas lågkostnadsinstallationer som drivs på halvledarlasrar.

Fiber - deras aktiva medium fungerar genom användning av optiska fibrer.

Denna typ av anordning är en modifiering av halvledarsändare, men enligt experter ersätter fiberlasern framgångsrikt sina motsvarigheter inom metallbearbetning.

Samtidigt är optiska fibrer grunden för inte bara skäraren, utan också graveringsmaskinen.

Gas - laserenhetens arbetsmiljö kombinerar koldioxid, kväve och heliumgaser.

Eftersom effektiviteten hos de aktuella sändarna inte är högre än 20%, används de för skärning och svetsning av polymer-, gummi- och glasmaterial, såväl som metall med en hög grad av värmeledningsförmåga.

Här kan du som ett exempel ta en metallskärare tillverkad av Hans, användningen av en laseranordning gör att du kan skära koppar, mässing och aluminium, i det här fallet överträffar maskinernas minsta effekt bara sina motsvarigheter.

Driftschema för drivning

Endast en stationär laser kan manövreras från en enhet; denna typ av enhet är en portalkonsolmaskin.

Laserenheten kan röra sig längs enhetens styrskenor både vertikalt och horisontellt.

Som ett alternativ till portalanordningen gjordes en flatbäddsmodell av mekanismen, dess skärare rör sig bara horisontellt.

Andra befintliga versioner av lasermaskiner har en stationär utrustad med en drivmekanism och utrustad med förmågan att röra sig i olika plan.

För närvarande finns det två alternativ för att styra drivmekanismen.

Den första ger rörelse av arbetsstycket på grund av driften av bordsdrivningen, eller så utförs skärarens rörelse på grund av laserns drift.

Det andra alternativet innebär samtidig rörelse av bordet och skäraren.

Samtidigt anses den första förvaltningsmodellen vara mycket enklare i jämförelse med den andra. Men den andra modellen kännetecknas fortfarande av hög prestanda.

En vanlig teknisk egenskap hos de övervägda fallen är behovet av att införa en CNC-enhet i enheten, men då blir priset för att montera en enhet för manuellt arbete högre.


Vi rekommenderar också

Läser in...Läser in...