Думата „лазер“е съкращение за „усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация“. Първият лазер, използващ като резонатор рубинен цилиндър със сребърно покритие, е разработен през 1960 г. в калифорнийските изследователски лаборатории Хюз. Днес лазерите се използват за цели, вариращи от измерване до четене на кодирани данни и има няколко начина да се направи лазер, в зависимост от вашия бюджет и умения.
Стъпки
Част 1 от 2: Разбиране как работи лазерът
Стъпка 1. Осигурете източник на енергия
Лазерите работят или „лазери“, като стимулират електроните да излъчват светлина с определена дължина на вълната. (Този процес е предложен за първи път през 1917 г. от Алберт Айнщайн.) За да излъчват светлина електроните, те първо трябва да поглъщат енергия, за да ги изкачат на по -висока орбита, след което да изхвърлят тази енергия като светлина, когато се връщат към първоначалната си орбита. Тези източници на енергия са известни като „помпи“.
- Малките лазери, като тези в CD и DVD плейъри и лазерни показалки, използват електронни схеми за подаване на електрически ток към диодите, който служи като помпа.
- Лазерите с въглероден диоксид се изпомпват с електрически разряди, за да възбудят своите електрони.
- Ексимерните лазери получават енергията си от химични реакции.
- Лазерите, изградени около кристали или стъкла, използват силни източници на светлина като дъгови или светкавици.
Стъпка 2. Канализирайте енергията през усилваща среда
Среда за усилване или активна лазерна среда усилва силата на светлината, излъчвана от стимулираните електрони. Получаване на носител може да бъде всеки от следните елементи:
- Полупроводници, изработени от материали като галиев арсенид, алуминиев галиев арсенид или индий галиев арсенид.
- Кристали като рубинения цилиндър, използван в лазера на Hughes Laboratories. Използват се също сапфир и гранат, както и влакна от оптично стъкло. Тези стъкла и кристали се обработват с йони на редкоземни елементи
- Керамика, която също е обработена с редкоземни йони.
- Течности, обикновено багрила, въпреки че инфрачервеният лазер е произведен чрез използване на джин и тоник като среда за усилване. Желатиновият десерт (Jell-O) също се използва успешно като носител на печалба.
- Газове, като въглероден диоксид, азот, живачни пари или смес от хелий-неон.
- Химична реакция.
- Електронни лъчи.
- Ядрени материали. Урановият лазер е произведен за първи път през ноември 1960 г., шест месеца след първия рубинен лазер.
Стъпка 3. Настройте огледала да съдържат светлината
Тези огледала или резонатори задържат светлината в лазерната камера, докато се натрупа до желаното ниво на енергия за освобождаване, или през малка бленда в едно от огледалата, или през леща.
- Най -простата настройка на резонатора, линейният резонатор, използва две огледала, поставени в противоположните страни на лазерната камера. Той произвежда единичен изходен лъч.
- По -сложната настройка, пръстеновият резонатор, използва три или повече огледала. Той може да създаде един лъч, с помощта на оптичен изолатор, или множество лъчи.
Стъпка 4. Използвайте фокусиращ обектив, за да насочите светлината през усилващата среда
Заедно с огледалата, обективът помага да се концентрира и насочва светлината, така че усилващата среда да получава възможно най -много.
Част 2 от 2: Изграждане на лазер
Метод първи: Изграждане на лазер от комплект
Стъпка 1. Намерете търговец на дребно
Можете да отидете в магазин за електроника или да потърсите онлайн „лазерен комплект“, „лазерен модул“или „лазерен диод“. Вашият лазерен комплект трябва да включва следното:
- Схема на драйвер. (Това понякога се продава отделно от другите компоненти.) Потърсете верига на драйвер, която ви позволява да регулирате тока.
- Лазерен диод.
- Регулируема леща от стъкло или пластмаса. Обикновено диодът и лещата са опаковани заедно в малка тръба. (Тези компоненти понякога се продават отделно от веригата на драйвера.)
Стъпка 2. Сглобете веригата на драйвера
Много лазерни комплекти изискват да сглобите веригата на драйвера. Тези комплекти включват платка и свързани части и изискват да я запоите заедно, следвайки приложената схема. Други комплекти може да имат вече сглобена верига.
- Можете също така да проектирате своя собствена верига с драйвери, ако имате умения за електроника за това. Схемата за драйвери на LM317 осигурява добър шаблон за проектиране на вашия собствен. Не забравяйте да използвате резисторно-кондензаторна верига (RC), за да защитите изходната мощност от скокове.
- След като сглобите веригата на драйвера, можете да я тествате, като я свържете към светодиод (LED). Ако светодиодът не светне веднага, регулирайте потенциометъра. Ако това не реши проблема, проверете отново веригата, за да видите дали всичко е правилно свързано.
Стъпка 3. Свържете веригата на драйвера към диода
Ако имате цифров мултицет, можете да го свържете към веригата, за да наблюдавате тока, който диодът получава. Повечето диоди могат да поемат диапазон от 30 до 250 милиампера (mA), докато диапазон от 100 до 150 mA ще произведе достатъчно мощен лъч.
Докато по -мощен лъч от диода ще произвежда по -мощен лъч, допълнителният ток, необходим за генерирането на този лъч, ще изгори диода по -бързо
Стъпка 4. Свържете източника на захранване (батерията) към веригата на драйвера
Диодът сега трябва да свети ярко.
Стъпка 5. Регулирайте обектива, за да фокусирате лазерния лъч
Ако се стремите към стена, регулирайте, докато се появи хубава, ярка точка.
След като настроите обектива дотук, поставете кибрит в съответствие с лъча и регулирайте обектива, докато видите, че мачът започва да пуши. Можете също да опитате да пуснете балони или да изгорите дупки в хартия
Метод втори: Изграждане на лазер с намерен диод
Стъпка 1. Вземете стар DVD или Blu-Ray писател
Потърсете единица със скорост на писане 16x или по -висока. Тези устройства имат диоди с изходна мощност 150 миливата (mW) или по -добра.
- DVD записващото устройство има червен диод с дължина на вълната 650 нанометра (nm).
- Писателят на Blu-Ray има син диод с дължина на вълната 405 nm.
- DVD записващото устройство трябва да е достатъчно функционално, за да пише дискове, макар и не непременно успешно. (С други думи, диодът му трябва да е функционален.)
- Не замествайте DVD четец, CD записващо устройство или CD четец за DVD записващото устройство. DVD четецът има червен диод, но не толкова мощен, колкото DVD записващото устройство. Диодът на CD писателя е достатъчно мощен, но излъчва светлина в инфрачервения диапазон, изкушавайки ви да потърсите лъч, който не виждате.
Стъпка 2. Извадете диода от него
Обърнете устройството. Ще видите четири или повече винта, които ще трябва да развиете, преди да можете да отделите устройството и да приберете диода.
- След като разделите устройството, ще видите чифт метални релси, закрепени на място с винтове. Те поддържат лазерния модул. Когато развиете релсите, можете да ги премахнете и да извадите лазерния възел.
- Диодът ще бъде по -малък от стотинка. Той има три метални щифта и може да бъде обвит в метална обвивка, със или без защитен прозрачен прозорец, или може да бъде открит.
- Ще трябва да извадите диода от лазерния модул. Може да ви е по -лесно да извадите радиатора от модула, преди да опитате да извлечете диода. Ако имате антистатична лента за китка, използвайте я, докато премахвате диода.
- Работете с диода внимателно, още повече, ако той е открит диод. Може да искате да имате антистатичен контейнер, в който да поставите диода, докато успеете да сглобите лазера.
Стъпка 3. Вземете обектив за фокусиране
Ще трябва да преминете лъча на диода през фокусираща леща, за да го използвате като лазер. Можете да направите това по един от двата начина:
- Използвайте лупа като фокус. Ще трябва да преместите стъклото наоколо, за да намерите правилното място за генериране на лазерен лъч и ще трябва да правите това всеки път, когато използвате лазера.
- Вземете лазерен диод с ниска мощност, като например 5 mW, монтаж на тръба на обектива и заменете вашия диод за писане на DVD с диода на монтажа.
Стъпка 4. Вземете или сглобете верига на драйвер
Стъпка 5. Свържете диода към веригата на драйвера
Свързвате положителния извод към положителния проводник от веригата на драйвера, а отрицателният извод към отрицателния проводник. Местоположението на щифта се различава в зависимост от това дали работите с червен DVD диод за запис или син диод за запис на Blu-Ray.
- Задръжте диода с щифтовете сочещи към вас, завъртени така, че главите на щифтовете да направят триъгълник, който сочи надясно. И на двата диода щифтът отгоре е положителният.
- На червения диод за запис на DVD, най -централният щифт, който образува върха на триъгълника, е отрицателният щифт.
- На синия диод за писане на Blu-Ray долният щифт е отрицателният.
Стъпка 6. Свържете източника на захранване към веригата на драйвера
Стъпка 7. Регулирайте обектива, за да фокусирате лазерния лъч
Съвети
- Колкото по -малък концентрирате лазерния лъч, толкова по -мощен ще бъде той, но той ще бъде ефективен само на разстоянието, на което го фокусирате. Ако фокусирате лъча на разстояние 1 м, той ще бъде ефективен само на 1 м. Когато не използвате лазера си, разфокусирайте обектива му, докато лъчът, който произвежда, е с диаметъра на топка за пинг-понг.
- За да защитите сглобения си лазер, ще искате да го държите в някакъв калъф, като например LED фенерче или държач за батерия, в зависимост от това колко малка е веригата на драйвера.
Предупреждения
- Не излъчвайте лазера върху отразяваща повърхност. Лазерът е лъч светлина и може да се отрази по същия начин като нефокусиран лъч светлина, само с по -големи последици.
- Винаги носете очила с дължина на вълната на лъча на лазера, с който работите (в този случай дължината на вълната на лазерния диод). Лазерните очила са в допълнителен цвят на лъча: зелен за червен 650 nm лазер, оранжево-червен за син 405 nm лазер. Не замествайте заваръчна маска, пушено стъкло или слънчеви очила с лазерни очила.
- Не гледайте в лазерния лъч и не го светете в очите на някой друг. Лазерите от клас IIIb, видът лазер, описан в тази статия, може да увреди окото, дори когато носите лазерни очила. Също така е незаконно да се насочват лазери от този вид безразборно.
