Vārds “lāzers” ir akronīms vārdam “gaismas pastiprināšana, stimulējot starojumu”. Pirmais lāzers, kurā kā rezonators izmantots rubīna cilindrs ar sudraba pārklājumu, tika izstrādāts 1960. gadā Kalifornijas Hughes Research Laboratories. Mūsdienās lāzeri tiek izmantoti mērķiem, sākot no mērījumiem līdz kodētu datu lasīšanai, un ir vairāki veidi, kā izgatavot lāzeru atkarībā no jūsu budžeta un prasmēm.
Soļi
1. daļa no 2: Izpratne par lāzera darbību
1. solis. Nodrošiniet enerģijas avotu
Lāzeri jeb lase darbojas, stimulējot elektronus izstarot noteikta viļņa garuma gaismu. (Šo procesu pirmo reizi 1917. gadā ierosināja Alberts Einšteins.) Lai elektroni izstarotu gaismu, tiem vispirms jāabsorbē enerģija, lai tie paceltos augstākā orbītā, pēc tam šī enerģija jāizlādē kā gaisma, atgriežoties sākotnējā orbītā. Šie enerģijas avoti ir pazīstami kā “sūkņi”.
- Mazie lāzeri, piemēram, tie, kas atrodas CD un DVD atskaņotājos un lāzera rādītājos, izmanto elektroniskās shēmas, lai diodēm nodrošinātu elektrisko strāvu, kas kalpo kā sūknis.
- Oglekļa dioksīda lāzeri tiek sūknēti ar elektriskām izlādēm, lai ierosinātu to elektronus.
- Eksimēra lāzeri iegūst enerģiju no ķīmiskām reakcijām.
- Lāzeri, kas būvēti ap kristāliem vai brillēm, izmanto spēcīgus gaismas avotus, piemēram, loka vai zibspuldzes.
2. solis. Virziet enerģiju caur pastiprinātāju
Pastiprinājuma vide vai aktīva lāzera vide pastiprina stimulētās elektronu izstarotās gaismas jaudu. Gain media var būt jebkurš no šiem vienumiem:
- Pusvadītāji, kas izgatavoti no tādiem materiāliem kā gallija arsenīds, alumīnija gallija arsenīds vai indija gallija arsenīds.
- Kristāli, piemēram, rubīna cilindrs, ko izmanto Hughes Laboratories lāzerā. Ir izmantoti arī safīrs un granāts, kā arī optiskā stikla šķiedras. Šīs brilles un kristāli tiek apstrādāti ar retzemju elementu joniem
- Keramika, kas arī ir apstrādāta ar retzemju joniem.
- Šķidrumi, parasti krāsvielas, lai gan infrasarkanais lāzers tika iegūts, izmantojot pastiprināšanas līdzekli džinu un toniku. Želatīna deserts (Jell-O) ir veiksmīgi izmantots arī kā ieguves vide.
- Gāzes, piemēram, oglekļa dioksīds, slāpeklis, dzīvsudraba tvaiki vai hēlija-neona maisījums.
- Ķīmiskās reakcijas.
- Elektronu stari.
- Kodolmateriāli. Urāna lāzers pirmo reizi tika ražots 1960. gada novembrī, sešus mēnešus pēc pirmā rubīna lāzera.
3. solis. Uzstādiet spoguļus, lai turētu gaismu
Šie spoguļi vai rezonatori saglabā gaismu lāzera kamerā, līdz tā sasniedz vēlamo enerģijas līmeni atbrīvošanai vai nu caur niecīgu atveri vienā no spoguļiem, vai caur objektīvu.
- Vienkāršākais rezonatora iestatījums, lineārais rezonators, izmanto divus spoguļus, kas novietoti lāzera kameras pretējās pusēs. Tas rada vienu izejas staru.
- Sarežģītākā iestatīšana, gredzena rezonators, izmanto trīs vai vairākus spoguļus. Tas var izveidot vienu staru, izmantojot optisko izolatoru, vai vairākus starus.
4. solis. Izmantojiet fokusēšanas lēcu, lai vadītu gaismu caur pastiprinātāju
Kopā ar spoguļiem objektīvs palīdz koncentrēt un virzīt gaismu tā, lai pastiprināšanas vide saņemtu pēc iespējas vairāk.
2. daļa no 2: Lāzera veidošana
Pirmā metode: lāzera izveide no komplekta
1. solis. Atrodiet mazumtirgotāju
Varat doties uz elektronikas veikalu vai tiešsaistē meklēt “lāzera komplekts”, “lāzera modulis” vai “lāzera diode”. Lāzera komplektā jāiekļauj:
- Vadītāja ķēde. (To dažreiz pārdod atsevišķi no citiem komponentiem.) Meklējiet draivera ķēdi, kas ļauj regulēt strāvu.
- Lāzera diode.
- Regulējams stikla vai plastmasas objektīvs. Parasti diode un objektīvs ir iepakoti nelielā mēģenē. (Šīs sastāvdaļas dažreiz tiek pārdotas atsevišķi no draivera ķēdes.)
Solis 2. Salieciet vadītāja ķēdi
Daudziem lāzera komplektiem ir nepieciešams salikt vadītāja ķēdi. Šie komplekti ietver shēmas plati un ar to saistītās detaļas, un jums ir nepieciešams to lodēt kopā, ievērojot pievienoto shēmu. Citos komplektos ķēde var būt jau samontēta.
- Jūs varat arī izveidot savu draivera ķēdi, ja jums ir nepieciešamās elektronikas prasmes. LM317 draivera ķēde nodrošina labu veidni, lai izveidotu savu. Noteikti izmantojiet rezistora-kondensatora (RC) ķēdi, lai aizsargātu izejas jaudu no tapām.
- Kad esat samontējis vadītāja ķēdi, varat to pārbaudīt, pievienojot to gaismas diodei (LED). Ja gaismas diode nedeg uzreiz, noregulējiet potenciometru. Ja tas neatrisina problēmu, vēlreiz pārbaudiet ķēdi, lai redzētu, vai viss ir pareizi pievienots.
Solis 3. Pievienojiet vadītāja ķēdi diodei
Ja jums ir digitālais multimetrs, varat to savienot ar ķēdi, lai uzraudzītu diodes saņemto strāvu. Lielākā daļa diodes var uzņemt diapazonu no 30 līdz 250 miliamperiem (mA), savukārt diapazons no 100 līdz 150 mA radīs pietiekami jaudīgu staru.
Ja jaudīgāks staru kūlis no diodes radīs jaudīgāku staru kūli, papildu strāva, kas nepieciešama šī staru kūļa ģenerēšanai, diodi sadedzinās ātrāk
Solis 4. Pievienojiet strāvas avotu (akumulatoru) vadītāja shēmai
Tagad diodei vajadzētu spīdēt spoži.
Solis 5. Pielāgojiet objektīvu, lai fokusētu lāzera staru
Ja jūs mērķējat uz sienu, noregulējiet, līdz parādās jauks, spilgts punkts.
Kad esat tik tālu noregulējis objektīvu, novietojiet sērkociņu vienā līnijā ar staru un noregulējiet objektīvu, līdz redzat, ka sērkociņa galva sāk smēķēt. Varat arī mēģināt izbāzt balonus vai sadedzināt caurumus papīrā
Otrā metode: lāzera izveide ar atrastu diodi
1. solis. Iegūstiet vecu DVD vai Blu-Ray rakstītāju
Meklējiet vienību ar rakstīšanas ātrumu 16x vai ātrāk. Šīm iekārtām ir diodes ar 150 milivatu (mW) vai lielāku jaudu.
- DVD rakstītājam ir sarkana diode ar viļņa garumu 650 nanometri (nm).
- Blu-Ray rakstniekam ir zila diode ar viļņa garumu 405 nm.
- DVD rakstītājam ir jābūt pietiekami funkcionālam, lai rakstītu diskus, kaut arī ne vienmēr veiksmīgi. (Citiem vārdiem sakot, tā diodei jābūt funkcionālai.)
- Neaizstājiet DVD rakstītāju ar DVD lasītāju, kompaktdisku rakstītāju vai kompaktdisku lasītāju. DVD lasītājam ir sarkana diode, bet ne tik spēcīga kā DVD rakstītājam. CD rakstītāja diode ir pietiekami jaudīga, bet izstaro gaismu infrasarkanā diapazonā, kārdinot jūs meklēt staru, kuru neredzat.
Solis 2. Noņemiet no tā diode
Apgrieziet piedziņu. Jūs redzēsiet četras vai vairākas skrūves, kuras jums būs jāatskrūvē, pirms varēsiet atdalīt piedziņu un novākt diode.
- Kad esat atdalījis piedziņu, jūs redzēsiet pāris metāla sliedes, kas turētas ar skrūvēm. Tie atbalsta lāzera mezglu. Atskrūvējot sliedes, tās var noņemt un izņemt lāzera komplektu.
- Diode būs mazāka par pensu. Tam ir trīs metāla tapas, un to var iesaiņot metāla apvalkā ar caurspīdīgu aizsarglogu vai bez tā, vai arī tas var būt atklāts.
- Jums būs jāizrauj diode no lāzera mezgla. Jums var būt vieglāk noņemt radiatoru no mezgla, pirms mēģināt izvilkt diodi. Ja jums ir antistatiska aproce, izmantojiet to, noņemot diode.
- Rīkojieties ar diodu uzmanīgi, jo īpaši, ja tā ir atklāta diode. Iespējams, vēlēsities iegūt antistatisku trauku, kurā ievietot diodi, līdz varēsit salikt lāzeru.
3. Iegūstiet fokusējošo objektīvu
Lai to izmantotu kā lāzeru, jums būs jāizlaiž diodes stars caur fokusējošo lēcu. To var izdarīt vienā no diviem veidiem:
- Izmantojiet palielināmo stiklu kā fokusētāju. Jums būs jāpārvieto stikls, lai atrastu pareizo vietu lāzera staru iegūšanai, un tas jādara katru reizi, kad izmantojat lāzeru.
- Iegūstiet mazjaudas lāzera diode, piemēram, 5 mW, objektīva caurules komplektu un nomainiet sava DVD rakstītāja diode uz montāžas diodi.
4. solis. Iegūstiet vai samontējiet draivera ķēdi
Solis 5. Pievienojiet diodi vadītāja ķēdei
Jūs pievienojat pozitīvo tapu pozitīvajam vadam no vadītāja ķēdes un negatīvo tapu pie negatīvā. Tapas atrašanās vieta atšķiras atkarībā no tā, vai strādājat ar sarkanu DVD rakstītāja diodu vai zilu Blu-Ray rakstītāja diodi.
- Turiet diodi ar tapām, kas vērstas pret jums, pagrieztas tā, lai tapu galviņas veidotu trīsstūri, kas norāda pa labi. Abās diodēs augšpusē esošā tapa ir pozitīvā tapa.
- Sarkanajā DVD rakstītāja diodē centrālā tapa, kas veido trīsstūra virsotni, ir negatīvā tapa.
- Zilajā Blu-Ray rakstītāja diodē apakšējā tapa ir negatīvā tapa.
6. solis Pievienojiet strāvas avotu draivera ķēdei
7. solis. Pielāgojiet lēcu, lai fokusētu lāzera staru
Padomi
- Jo mazāks ir lāzera stara koncentrējums, jo tas būs jaudīgāks, taču tas būs efektīvs tikai tādā attālumā, kādā to fokusējat. Ja fokusējat staru 1 m attālumā, tas būs efektīvs tikai 1 m attālumā. Ja nelietojat lāzeru, fokusējiet tā objektīvu, līdz tā radītais stars ir aptuveni galda tenisa bumbiņas diametrā.
- Lai aizsargātu savu samontēto lāzeru, jūs to vēlēsities paturēt kādā korpusā, piemēram, LED lukturītī vai akumulatora turētājā, atkarībā no tā, cik maza ir jūsu draivera ķēde.
Brīdinājumi
- Nespīdiniet lāzeru uz atstarojošas virsmas. Lāzers ir gaismas stars, un to var atstarot tāpat kā nefokusētu gaismas staru, tikai ar lielākām sekām.
- Vienmēr valkājiet aizsargbrilles, kas paredzētas lāzera stara viļņa garumam, ar kuru strādājat (šajā gadījumā lāzera diodes viļņa garumam). Lāzera aizsargbrilles ir staru papildinošā krāsā: zaļa 650 nm sarkanam lāzeram, oranžsarkana zila 405 nm lāzera krāsai. Nenomainiet lāzera brilles ar metināšanas masku, kūpinātu stiklu vai saulesbrillēm.
- Neskatieties lāzera starā un nespīdiet to kādam citam acīs. Šajā rakstā aprakstītais IIIb klases lāzers var sabojāt aci pat tad, ja valkā lāzera brilles. Ir arī nelikumīgi norādīt uz šāda veida lāzeriem.
