Žodis „lazeris“yra akronimas, reiškiantis „šviesos stiprinimą stimuliuojant spinduliuotę“. Pirmasis lazeris, kurio rezonatorius buvo sidabru dengtas rubino cilindras, buvo sukurtas 1960 m. Kalifornijos Hughes tyrimų laboratorijose. Šiandien lazeriai naudojami įvairiems tikslams - nuo matavimo iki užkoduotų duomenų skaitymo, ir yra keletas būdų, kaip padaryti lazerį, atsižvelgiant į jūsų biudžetą ir įgūdžius.
Žingsniai
1 dalis iš 2: Lazerio veikimo supratimas
Žingsnis 1. Pateikite energijos šaltinį
Lazeriai veikia arba „lase“, skatindami elektronus skleisti tam tikro bangos ilgio šviesą. (Pirmą kartą šį procesą 1917 m. Pasiūlė Albertas Einšteinas.) Kad elektronai skleistų šviesą, jie pirmiausia turi sugerti energiją, kad pakeltų juos į aukštesnę orbitą, o paskui tą energiją išleidžia kaip šviesą grįždami į pradinę orbitą. Šie energijos šaltiniai yra žinomi kaip „siurbliai“.
- Maži lazeriai, tokie kaip CD ir DVD grotuvuose ir lazerinėse rodyklėse, naudoja elektronines grandines, kad diodams tiektų elektros srovę, kuri yra siurblys.
- Anglies dioksido lazeriai pumpuojami elektros iškrova, kad sužadintų jų elektronus.
- Eksimeriniai lazeriai energiją gauna iš cheminių reakcijų.
- Aplink kristalus ar akinius pastatytuose lazeriuose naudojami stiprūs šviesos šaltiniai, tokie kaip lanko ar blykstės lempos.
2 žingsnis. Nukreipkite energiją per stiprinimo terpę
Sustiprinimo terpė arba aktyvi lazerio terpė sustiprina stimuliuojamų elektronų skleidžiamos šviesos galią. Įtraukimo laikmena gali būti bet kuris iš šių elementų:
- Puslaidininkiai, pagaminti iš tokių medžiagų kaip galio arsenidas, aliuminio galio arsenidas arba indžio galio arsenidas.
- Kristalai, tokie kaip rubino cilindras, naudojamas „Hughes Laboratories“lazeriu. Taip pat buvo naudojamas safyras ir granatas, taip pat optinio stiklo pluoštai. Šie stiklai ir kristalai yra apdorojami retųjų žemių elementų jonais
- Keramika, kuri taip pat buvo apdorota retųjų žemių jonais.
- Skysčiai, dažniausiai dažikliai, nors infraraudonųjų spindulių lazeris buvo pagamintas naudojant džiną ir toniką kaip stiprinimo terpę. Želatinos desertas („Jell-O“) taip pat sėkmingai naudojamas kaip gavimo terpė.
- Dujos, tokios kaip anglies dioksidas, azotas, gyvsidabrio garai arba helio ir neono mišinys.
- Cheminės reakcijos.
- Elektronų spinduliai.
- Branduolinės medžiagos. Urano lazeris pirmą kartą buvo pagamintas 1960 m. Lapkritį, praėjus šešiems mėnesiams po pirmojo rubino lazerio.
Žingsnis 3. Nustatykite veidrodžius, kuriuose būtų šviesa
Šie veidrodžiai arba rezonatoriai palaiko šviesą lazerio kameroje, kol ji pasiekia norimą energijos lygį, kad būtų galima išleisti, arba per mažą angą viename iš veidrodžių, arba per objektyvą.
- Paprasčiausias rezonatoriaus nustatymas, tiesinis rezonatorius, naudoja du veidrodžius, esančius priešingose lazerio kameros pusėse. Jis gamina vieną išėjimo spindulį.
- Sudėtingesnėje sąrankoje, žiediniame rezonatoriuje, naudojami trys ar daugiau veidrodžių. Naudojant optinį izoliatorių, jis gali sukurti vieną spindulį arba kelis spindulius.
Žingsnis 4. Naudokite fokusavimo objektyvą, kad nukreiptumėte šviesą per stiprinimo terpę
Kartu su veidrodžiais objektyvas padeda sutelkti ir nukreipti šviesą taip, kad stiprinimo terpė gautų kuo daugiau.
2 dalis iš 2: Lazerio kūrimas
Pirmasis metodas: lazerio kūrimas iš komplekto
1 žingsnis. Raskite mažmenininką
Galite eiti į elektronikos parduotuvę arba internete ieškoti „lazerio rinkinio“, „lazerio modulio“arba „lazerinio diodo“. Jūsų lazerio rinkinyje turėtų būti:
- Vairuotojo grandinė. (Tai kartais parduodama atskirai nuo kitų komponentų.) Ieškokite tvarkyklės grandinės, kuri leistų reguliuoti srovę.
- Lazerinis diodas.
- Reguliuojamas stiklas arba plastikas. Paprastai diodas ir lęšis yra supakuoti į mažą vamzdelį. (Šie komponentai kartais parduodami atskirai nuo vairuotojo grandinės.)
Žingsnis 2. Surinkite vairuotojo grandinę
Daugelyje lazerinių rinkinių reikia surinkti vairuotojo grandinę. Į šiuos rinkinius įeina grandinės plokštė ir susijusios dalys, todėl ją reikia lituoti kartu, laikantis pridedamos schemos. Kitų rinkinių grandinė gali būti jau surinkta.
- Taip pat galite sukurti savo vairuotojo grandinę, jei turite tam reikalingų elektronikos įgūdžių. „LM317“tvarkyklės grandinė yra geras šablonas, skirtas kurti savo. Būtinai naudokite rezistoriaus-kondensatoriaus (RC) grandinę, kad apsaugotumėte galią nuo šuolių.
- Surinkę tvarkyklės grandinę, galite ją išbandyti prijungę prie šviesos diodo (LED). Jei šviesos diodas neužsidega iš karto, sureguliuokite potenciometrą. Jei tai nepadeda išspręsti problemos, dar kartą patikrinkite grandinę, kad įsitikintumėte, jog viskas teisingai prijungta.
Žingsnis 3. Prijunkite tvarkyklės grandinę prie diodo
Jei turite skaitmeninį multimetrą, galite jį prijungti prie grandinės, kad galėtumėte stebėti diodo gaunamą srovę. Dauguma diodų gali turėti nuo 30 iki 250 miliamperų (mA) diapazoną, o nuo 100 iki 150 mA diapazonas sukuria pakankamai galingą spindulį.
Nors galingesnis spindulys iš diodo sukels galingesnį spindulį, papildoma srovė, reikalinga šiam spinduliui generuoti, greičiau išdegs diodą
Žingsnis 4. Prijunkite maitinimo šaltinį (akumuliatorių) prie tvarkyklės grandinės
Diodas dabar turėtų ryškiai švytėti.
Žingsnis 5. Sureguliuokite objektyvą, kad sufokusuotumėte lazerio spindulį
Jei siekiate sienos, sureguliuokite, kol pasirodys gražus, ryškus taškas.
Kai iki šiol sureguliuosite objektyvą, padėkite degtuką prie spindulio ir sureguliuokite objektyvą, kol pamatysite, kad degtuko galvutė pradeda rūkyti. Taip pat galite pabandyti išpūsti balionus arba sudeginti skyles popieriuje
Antrasis metodas: lazerio su rastu diodu kūrimas
Žingsnis 1. Įsigykite seną DVD ar „Blu-Ray“rašytoją
Ieškokite įrenginio, kurio rašymo greitis yra 16 kartų ar didesnis. Šiuose įrenginiuose yra diodai, kurių galia yra 150 milivatų (mW) arba geresnė.
- DVD rašytojas turi raudoną diodą, kurio bangos ilgis yra 650 nanometrų (nm).
- „Blu-Ray“rašytojas turi mėlyną diodą, kurio bangos ilgis yra 405 nm.
- DVD rašytojas turi būti pakankamai funkcionalus, kad galėtų rašyti diskus, nors nebūtinai sėkmingai. (Kitaip tariant, jo diodas turi būti funkcionalus.)
- Nepakeiskite DVD skaitytuvo, kompaktinių diskų rašytojo ar kompaktinių diskų skaitytuvo. DVD skaitytuvas turi raudoną diodą, bet ne tokį galingą kaip DVD rašytojas. Kompaktinių diskų rašytojo diodas yra pakankamai galingas, tačiau skleidžia šviesą infraraudonųjų spindulių diapazone, viliojantis ieškoti spindulio, kurio nematote.
Žingsnis 2. Nuimkite nuo jo diodą
Apverskite pavarą. Pamatysite keturis ar daugiau varžtų, kuriuos turėsite atsukti, kad galėtumėte atskirti pavarą ir surinkti diodą.
- Atskyrę pavarą pamatysite porą metalinių bėgių, laikomų varžtais. Jie palaiko lazerio surinkimą. Atsukę bėgelius, galite juos nuimti ir išimti lazerinį mazgą.
- Diodas bus mažesnis nei cento. Jis turi tris metalinius kaiščius ir gali būti uždėtas metalinėje striukėje, su apsauginiu skaidriu langu arba be jo, arba gali būti atidengtas.
- Turėsite ištraukti diodą iš lazerio mazgo. Prieš bandant ištraukti diodą, gali būti lengviau išimti radiatorių iš agregato. Jei turite antistatinę riešo juostą, naudokite ją nuimdami diodą.
- Su diodu elkitės atsargiai, ypač jei tai yra atviras diodas. Galbūt norėsite turėti antistatinį indą, į kurį įdėkite diodą, kol galėsite surinkti lazerį.
Žingsnis 3. Gaukite fokusavimo objektyvą
Turėsite praleisti diodo spindulį per fokusavimo lęšį, kad galėtumėte jį naudoti kaip lazerį. Tai galite padaryti vienu iš dviejų būdų:
- Kaip fokusuotoją naudokite didinamąjį stiklą. Turėsite perkelti stiklą, kad surastumėte tinkamą vietą lazerio spinduliui gaminti, ir tai turėsite padaryti kiekvieną kartą, kai naudojate lazerį.
- Gaukite mažos galios lazerinį diodą, pvz., 5 mW, objektyvo vamzdžio mazgą ir pakeiskite surinkimo diodą savo DVD rašymo diodu.
Žingsnis 4. Įsigykite arba surinkite tvarkyklės grandinę
Žingsnis 5. Prijunkite diodą prie tvarkyklės grandinės
Prijungiate teigiamą kaištį prie teigiamo laido iš vairuotojo grandinės, o neigiamą - prie neigiamo. Smeigtuko vieta skiriasi priklausomai nuo to, ar dirbate su raudonu DVD rašytojo, ar mėlynu „Blu-Ray“rašytojo diodu.
- Laikykite diodą taip, kad kaiščiai būtų nukreipti į jus, pasukite taip, kad kaiščių galvutės sudarytų trikampį, nukreiptą į dešinę. Abiejuose dioduose viršuje esantis kaištis yra teigiamas kaištis.
- Raudoname DVD rašymo diode centrinis kaištis, kuris sudaro trikampio viršūnę, yra neigiamas kaištis.
- Mėlynojo „Blu-Ray“rašytojo diodo apatinis kaištis yra neigiamas.
Žingsnis 6. Prijunkite maitinimo šaltinį prie tvarkyklės grandinės
Žingsnis 7. Sureguliuokite objektyvą, kad sufokusuotumėte lazerio spindulį
Patarimai
- Kuo mažesnis lazerio spindulio koncentravimas, tuo jis bus galingesnis, tačiau jis bus veiksmingas tik tuo atstumu, kurį jį fokusuojate. Jei fokusuojate spindulį 1 m atstumu, jis bus efektyvus tik 1 m atstumu. Kai nenaudojate lazerio, išfokusuokite jo objektyvą, kol jo skleidžiamas spindulys bus maždaug stalo teniso kamuoliuko skersmens.
- Kad apsaugotumėte surinktą lazerį, norėsite jį laikyti tam tikrame dėkle, pavyzdžiui, LED žibintuvėlyje ar akumuliatoriaus laikiklyje, priklausomai nuo to, kokia yra jūsų tvarkyklės grandinė.
Įspėjimai
- Nešvieskite lazerio ant atspindinčio paviršiaus. Lazeris yra šviesos spindulys ir gali būti atspindėtas taip pat, kaip ir nefokusuotas šviesos spindulys, tik su didesnėmis pasekmėmis.
- Visada dėvėkite akinius, atitinkančius lazerio, su kuriuo dirbate, bangos ilgį (šiuo atveju - lazerinio diodo bangos ilgį). Lazeriniai akiniai yra papildomos spindulio spalvos: žalia-raudonas 650 nm lazeris, oranžinė-raudona-mėlynas 405 nm lazeris. Nepakeiskite lazerinių akinių suvirinimo kaukės, rūkyto stiklo ar akinių nuo saulės.
- Nežiūrėkite į lazerio spindulį ir nešvieskite jo kitam į akis. IIIb klasės lazeriai, tokie kaip šiame straipsnyje aprašytas lazeris, gali pažeisti akis, net ir nešiojant lazerinius akinius. Taip pat neteisėta neribotai rodyti tokio tipo lazerius.
