كيف تصنع ليزر بيديك في المنزل: نصائح. ما الذي يمكنك صنعه قاطع ليزر للمعادن اصنع ليزر في المنزل

الصفحة الرئيسية

محطات الضخ

يعد صنع ليزر احتراق قوي بيديك مهمة بسيطة ، ومع ذلك ، بالإضافة إلى القدرة على استخدام مكواة اللحام ، ستكون هناك حاجة إلى العناية والدقة في النهج. وتجدر الإشارة على الفور إلى أن المعرفة العميقة بالهندسة الكهربائية ليست ضرورية هنا ، ويمكنك صنع جهاز حتى في المنزل. الشيء الرئيسي أثناء العمل هو مراعاة احتياطات السلامة ، لأن التعرض لأشعة الليزر يضر بالعينين والجلد.

الليزر من الألعاب الخطرة التي يمكن أن تكون ضارة بالصحة إذا تم استخدامها بإهمال. لا تصوب الليزر على الناس أو الحيوانات!

ما هو المطلوب؟

يمكن تقسيم أي ليزر إلى عدة مكونات:

باعث التدفق الضوئي.
بصريات؛
مصدر الطاقة؛
مثبت الطاقة الحالي (السائق).

لصنع ليزر قوي محلي الصنع ، سوف تحتاج إلى النظر في كل هذه المكونات بشكل منفصل. الأكثر عملية وأسهل في التجميع هو ليزر يعتمد على صمام ثنائي ليزر ، وسننظر فيه في هذه المقالة.

أين يمكنني الحصول على الصمام الثنائي لليزر؟

الجسم العامل لأي ليزر هو صمام ثنائي ليزر. يمكنك شرائه من أي متجر راديو تقريبًا ، أو الحصول عليه من محرك أقراص مضغوطة لا يعمل. الحقيقة هي أن عدم تشغيل محرك الأقراص نادرًا ما يرتبط بفشل الصمام الثنائي لليزر. بوجود محرك أقراص مكسور متاح ، يمكنك الحصول على العنصر المطلوب دون أي تكلفة إضافية. لكن عليك أن تأخذ في الاعتبار أن نوعه وخصائصه تعتمد على تعديل محرك الأقراص.

يتم تثبيت أضعف ليزر يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء في محركات الأقراص المضغوطة. قوتها كافية فقط لقراءة الأقراص المدمجة ، والشعاع غير مرئي تقريبًا وغير قادر على حرق الأشياء. يحتوي CD-RW على صمام ثنائي ليزر أكثر قوة ، ومناسب للحرق ، ومُصنَّف بنفس الطول الموجي. ويعتبر من أخطر أنواعه ، حيث يبعث شعاع في الطيف غير المرئي للعين.

محرك أقراص DVD-ROM مزود بصمامين ليزر ثنائيين ضعيفين ، لا يتوفران إلا على طاقة كافية لقراءة الأقراص المضغوطة وأقراص DVD. يحتوي ناسخ DVD-RW على ليزر أحمر عالي الطاقة. شعاعها مرئي في أي ضوء ويمكن أن يشعل بعض الأشياء بسهولة.

يحتوي BD-ROM على ليزر أرجواني أو أزرق ، وهو مشابه في المعلمات لنظيره DVD-ROM. من مؤلفي BD-RE ، يمكنك الحصول على أقوى صمام ثنائي ليزر مع شعاع بنفسجي أو أزرق جميل يمكن أن يحترق. ومع ذلك ، من الصعب جدًا العثور على محرك أقراص من هذا القبيل للتفكيك ، كما أن جهاز العمل باهظ الثمن.

الأنسب هو الصمام الثنائي الليزري المأخوذ من ناسخ أقراص DVD-RW. يتم تثبيت ثنائيات الليزر عالية الجودة في محركات أقراص LG و Sony و Samsung.

كلما زادت سرعة الكتابة لمحرك أقراص DVD ، زادت قوة الصمام الثنائي الليزري المثبت فيه.

محرك التفكيك

مع وجود محرك الأقراص أمامك ، قم أولاً بإزالة الغطاء العلوي عن طريق فك 4 مسامير. ثم تتم إزالة الآلية المتحركة الموجودة في المنتصف والمتصلة بلوحة الدوائر المطبوعة بواسطة كابل مرن. الهدف التالي هو صمام ثنائي ليزر مضغوط بشكل موثوق به في مشعاع مصنوع من الألومنيوم أو سبيكة دورالومين. قبل تفكيكها ، يوصى بتوفير الحماية ضد الكهرباء الساكنة. للقيام بذلك ، يتم لحام أو لف خيوط الصمام الثنائي بالليزر بسلك نحاسي رفيع.

علاوة على ذلك ، هناك خياران ممكنان. الأول يتضمن تشغيل الليزر النهائي في شكل تثبيت ثابت مع المبرد القياسي. الخيار الثاني هو تجميع الجهاز في جسم مصباح يدوي محمول أو مؤشر ليزر. في هذه الحالة ، سيتعين عليك استخدام القوة للدغة أو قطع المبرد دون إتلاف عنصر الإشعاع.

سائق

يجب أن يؤخذ مصدر طاقة الليزر بمسؤولية. كما هو الحال مع مصابيح LED ، يجب أن يكون هذا مصدرًا ثابتًا للتيار. هناك العديد من الدوائر على الإنترنت التي يتم تشغيلها بواسطة بطارية أو بطارية من خلال المقاوم المحدد. إن كفاية مثل هذا الحل أمر مشكوك فيه ، لأن الجهد الكهربائي للبطارية أو البطارية يختلف تبعًا لمستوى الشحن. وفقًا لذلك ، سينحرف التيار المتدفق عبر الصمام الثنائي الباعث لليزر بشكل كبير عن القيمة الاسمية. نتيجة لذلك ، لن يعمل الجهاز بكفاءة في التيارات المنخفضة ، وفي التيارات العالية سيؤدي إلى انخفاض سريع في شدة إشعاعه.

الخيار الأفضل هو استخدام أبسط مثبت حالي مبني على الأساس. تنتمي هذه الدائرة المصغرة إلى فئة المثبتات المتكاملة الشاملة مع القدرة على ضبط التيار والجهد عند الخرج بشكل مستقل. تعمل الدائرة المصغرة في نطاق واسع من الفولتية المدخلة: من 3 إلى 40 فولت.

التناظرية لـ LM317 هي الشريحة المحلية KR142EN12.

بالنسبة للتجربة المعملية الأولى ، فإن المخطط أدناه مناسب. يتم حساب المقاوم الوحيد في الدائرة وفقًا للصيغة: R = I / 1.25 ، حيث أنا هو تيار الليزر المقدر (القيمة المرجعية).

في بعض الأحيان ، عند إخراج المثبت ، يتم تثبيت مكثف قطبي من 2200 uFx16 V ومكثف غير قطبي من 0.1 uF بالتوازي مع الصمام الثنائي. مشاركتهم لها ما يبررها في حالة توفير الجهد للإدخال من مصدر طاقة ثابت ، والذي يمكن أن يغيب عن عنصر متغير غير مهم وضوضاء دافعة. نعرض أدناه إحدى هذه الدوائر ، المصممة ليتم تشغيلها بواسطة بطارية Krona أو بطارية صغيرة.

يوضح الرسم البياني القيمة التقريبية للمقاوم R1. لحسابها بدقة ، يجب عليك استخدام الصيغة أعلاه.

بعد تجميع الدائرة الكهربائية ، يمكنك عمل تضمين أولي ، وكدليل على قابلية تشغيل الدائرة ، مراقبة الضوء الأحمر الساطع المتناثر للصمام الثنائي الباعث. بعد قياس درجة الحرارة الحقيقية للتيار والحالة ، يجدر التفكير في الحاجة إلى تركيب المبرد. إذا كان الليزر سيستخدم في تثبيت ثابت بتيارات عالية لفترة طويلة ، فيجب توفير التبريد السلبي. الآن ، لتحقيق الهدف ، لم يتبق سوى القليل جدًا: التركيز والحصول على شعاع ضيق من الطاقة العالية.

بصريات

من الناحية العلمية ، حان الوقت لبناء ميزاء بسيط ، جهاز للحصول على حزم من أشعة الضوء المتوازية. سيكون الخيار المثالي لهذا الغرض هو عدسة قياسية مأخوذة من محرك الأقراص. بمساعدتها ، يمكنك الحصول على شعاع ليزر رقيق إلى حد ما يبلغ قطره حوالي 1 مم. كمية الطاقة من هذا الشعاع كافية لحرق الورق والنسيج والكرتون في غضون ثوانٍ ، وإذابة البلاستيك وحرق الخشب. إذا قمت بتركيز شعاع أرق ، فيمكن لهذا الليزر قطع الخشب الرقائقي والزجاج الشبكي. ولكن من الصعب جدًا ضبط العدسة وإصلاحها بشكل آمن من محرك الأقراص نظرًا لطولها البؤري الصغير.

من الأسهل بكثير بناء ميزاء يعتمد على مؤشر ليزر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن وضع سائق وبطارية صغيرة في علبتها. سيكون الإخراج عبارة عن شعاع يبلغ قطره حوالي 1.5 مم مع تأثير احتراق أصغر. في الطقس الضبابي أو مع تساقط الثلوج بكثافة ، يمكن ملاحظة تأثيرات الإضاءة المذهلة من خلال توجيه تدفق الضوء إلى السماء.

من خلال المتجر على الإنترنت ، يمكنك شراء ميزاء جاهز ، مصمم خصيصًا لتركيب وضبط الليزر. سيكون جسمها بمثابة المبرد. بمعرفة أبعاد جميع مكونات الجهاز يمكنك شراء كشاف LED رخيص الثمن واستخدام جسمه.

في الختام أود أن أضيف بعض العبارات حول مخاطر أشعة الليزر. أولاً ، لا توجه شعاع الليزر أبدًا إلى عيون البشر أو الحيوانات. هذا يؤدي إلى ضعف شديد في البصر. ثانيًا ، ارتدِ نظارات واقية خضراء أثناء تجربة الليزر الأحمر. تمنع مرور معظم المكون الأحمر للطيف. تعتمد كمية الضوء التي تمر عبر النظارات على الطول الموجي للإشعاع. يُسمح فقط بالنظر إلى شعاع الليزر من الجانب بدون معدات واقية لفترة قصيرة. خلاف ذلك ، قد يظهر ألم في العين.

أمان

الجهاز الذي ننتهي به ليس لعبة غير ضارة! قبل أن تصنع الليزر ، اعتني بسلامتك: إدخال الشعاع في عينيك يضر بشبكية العين ، خاصةً إذا كان الاختراع قويًا. لذلك ، ننصحك بتنفيذ جميع الأعمال بنظارات واقية خاصة تحافظ على بصرك إذا حدث خطأ ما وتوجه شعاع الليزر بطريق الخطأ إلى عينيك أو عين صديق.

عند استخدام الليزر في المستقبل ، تذكر احتياطات الأمان البسيطة التالية:

لا توجه شعاع الليزر نحو الأشياء القابلة للاشتعال أو المتفجرة.
لا تلمع على الأسطح العاكسة (زجاج ، مرايا).
حتى شعاع الليزر المنطلق من مسافة تصل إلى 100 متر يشكل خطراً على شبكية العين البشرية والحيوانية.

العمل مع وحدة الليزر

الشيء الرئيسي الذي نحتاجه هو الموقد. لاحظ أنه كلما زادت سرعة الكتابة ، زادت قوة ليزر DVD الخاص بنا. وغني عن القول أنه بعد إزالة وحدة الليزر ، ستصبح المعدات معطلة ، لذا عليك فقط تفكيك هذا الجهاز الذي لم تعد بحاجة إليه.

والآن نبدأ:

انتهى الجزء الأول من عملنا. دعنا ننتقل إلى الخطوة المهمة التالية.

تجميع دارة الجهاز

نحتاج إلى دائرة للتحكم في قوة أجهزتنا. خلاف ذلك ، سوف يحترق ببساطة عند الاستخدام الأول. سترى الرسم لليزر أدناه.

بالنسبة لجهازنا ، فإن التثبيت المعلق مناسب تمامًا. والآن دعنا ننتقل إلى توفير الطاقة لليزر افعل ذلك بنفسك.

مصدر طاقة الجهاز

سنحتاج ما لا يقل عن 3.7 فولت من البطاريات القديمة من الهواتف المحمولة ، ويمكن أن توفر بطاريات penlight هذا. من الضروري فقط توصيلهم بالتوازي مع بعضهم البعض. للتحقق من تشغيل الجهاز أو مؤشر ليزر ثابت ، يكون مصدر طاقة التثبيت مناسبًا.

في هذه المرحلة ، يمكنك بالفعل اختبار تشغيل الجهاز. وجهه إلى الحائط والأرض وشغل الطاقة. يجب أن ترى مجموعة من اللون المحمر الساطع. في الظلام ، يبدو وكأنه مصباح يدوي قوي يعمل بالأشعة تحت الحمراء.

يمكنك أن ترى أنه بينما يكون التوهج بعيدًا عن الليزر: الشعاع عريض جدًا ؛ يطلب التركيز. هذا ما سنفعله بعد ذلك.

عدسة لتركيز شعاع الليزر

لضبط الطول البؤري ، يمكنك الحصول على عدسة مستعارة من محرك أقراص DVD-RW نفسه.

الآن أعد توصيل الطاقة بالجهاز ، وجّه ضوءها إلى أي سطح من خلال هذه العدسة. حدث؟ ثم ننتقل إلى المرحلة النهائية من العمل - وضع كل العناصر في علبة صلبة.

تصنيع العلبة

يقول الكثيرون ، الذين ينصحون بكيفية صنع الليزر ، إن أسهل طريقة هي وضع الوحدة في علبة من مصباح يدوي صغير أو مؤشر ليزر صيني. حيث ، بالمناسبة ، هناك عدسة بالفعل. لكن دعونا نحلل الموقف ، إذا لم يكن أحد أو الآخر في متناول اليد.

كخيار - ضع العناصر في ملف تعريف من الألومنيوم. يتم نشره بسهولة بمنشار ، على غرار الزردية. يمكنك أيضًا إضافة بطارية إصبع صغيرة هنا. كيفية القيام بذلك ، سوف ترشدك الصورة أدناه.

تأكد من عزل جميع جهات الاتصال. الخطوة التالية هي تثبيت العدسة في الهيكل. من الأسهل تركيبه على البلاستيسين - حتى تتمكن من ضبط الوضع الأكثر نجاحًا. في بعض الحالات ، يتم تحقيق تأثير أفضل إذا قمت بإدارة العدسة باتجاه الصمام الثنائي لليزر مع الجانب المحدب.

قم بتشغيل الليزر واضبط وضوح الشعاع. بمجرد أن تكون راضيًا عن النتائج ، أغلق العدسة في الهيكل. ثم أغلقها بالكامل ، على سبيل المثال ، لفها بإحكام بشريط كهربائي.

كيف تصنع الليزر: طريقة بديلة

سنقدم لك طريقة أخرى مختلفة نوعًا ما لصنع ليزر قوي محلي الصنع. سوف تحتاج إلى ما يلي:

محرك أقراص DVD-RW بسرعة تسجيل تصل إلى 16x أو أكثر.
ثلاث بطاريات أصابع.
المكثفات 100 ميللي فهرنهايت و 100 بيكو فاراد.
مقاوم من 2 إلى 5 أوم.
الأسلاك.
لحام حديد.
مؤشر الليزر (أو أي ميزاء آخر - هذا هو اسم الوحدة ذات العدسة).
فانوس من الصلب LED.

لنرى الآن كيفية صنع الليزر باستخدام هذه الطريقة:

قم بإزالة وحدة الليزر الموجودة في عربة الجهاز من محرك الأقراص بالطريقة الموضحة بالفعل. تذكر حمايته من الكهرباء الساكنة عن طريق لف المخارج بسلك رفيع أو ارتداء رباط معصم مضاد للكهرباء الساكنة.
وفقًا للمخطط أعلاه ، قم بلحام السائق - اللوحة التي ستجلب منتجنا محلي الصنع إلى الطاقة المطلوبة. انتبه جيدًا للقطبية حتى لا تتلف الصمام الثنائي لليزر الحساس.
في هذه الخطوة ، سنختبر أداء برنامج التشغيل المبني حديثًا. إذا كانت وحدة الليزر من طراز بسرعة 16x ، فإن تيار 300-350 مللي أمبير يكفي لها. إذا كانت أعلى (حتى 22x) ، فتوقف عند 500mA.
بعد التحقق من أن السائق مناسب ، يجب وضعه في العلبة. يمكن أن تكون إما قاعدة من مؤشر ليزر صيني مع عدسة مثبتة بالفعل ، أو مبيتًا أكثر ملاءمة من مصباح يدوي LED.

اختبار الليزر

وإليك ما كنت مهتمًا بكيفية صنع الليزر. دعنا ننتقل إلى الاختبار العملي للجهاز. لا تنفقه في المنزل بأي حال من الأحوال - فقط في الشارع ، بعيدًا عن النار والأشياء المتفجرة ، والمباني ، والأخشاب الميتة ، وأكوام القمامة ، وما إلى ذلك. لإجراء التجارب ، نحتاج إلى الورق والبلاستيك ونفس الشريط الكهربائي والخشب الرقائقي.

دعنا نبدأ:

ضع ورقة على الأسفلت والحجر والطوب. صوب شعاع ليزر جيد التركيز عليه. سترى أنه بعد فترة ستبدأ الورقة بالتدخين ، ثم تضيء تمامًا.
الآن دعنا ننتقل إلى البلاستيك - سيبدأ أيضًا في الدخان من التعرض لأشعة الليزر. لا نوصي بإجراء مثل هذه التجارب لفترة طويلة: منتجات الاحتراق لهذه المادة شديدة السمية.
التجربة الأكثر إثارة للاهتمام مع الخشب الرقائقي ، لوح مسطح. يمكن لليزر المركز أن يحرق نقشًا معينًا بالرسم عليه.

الليزر المنزلي ، بالطبع ، عمل دقيق واختراع متقلب. لذلك ، من المحتمل جدًا أن تفشل مركبتك قريبًا ، لأن بعض ظروف التخزين والتشغيل مهمة بالنسبة لها ، والتي لا يمكن توفيرها في المنزل. لا يمكن الحصول على أقوى أنواع الليزر ، التي يمكن أن تقطع المعادن بسهولة ، إلا في المختبرات المتخصصة ؛ وبطبيعة الحال ، فهي غير متوفرة للهواة. ومع ذلك ، فإن الجهاز التقليدي أيضًا خطير للغاية - حيث يتم توجيهه من مسافة طويلة إلى عيون شخص أو حيوان ، بالقرب من جسم قابل للاشتعال.

مرحبا سيداتي و سادتي. أقوم اليوم بفتح سلسلة من المقالات حول الليزر القوي ، لأن habrapoisk يقول إن الناس يبحثون عن مقالات مماثلة. أريد أن أخبرك كيف يمكنك صنع ليزر قوي إلى حد ما في المنزل ، وأعلمك أيضًا كيفية استخدام هذه القوة ليس فقط من أجل "التألق على السحاب".

تحذير!

توضح المقالة تصنيع ليزر عالي الطاقة ( 300 ميجا واط ~ قوة 500 مؤشر صيني) مما قد يضر بصحتك وصحة الآخرين! كن حذرا للغاية! استخدام نظارات السلامة و لا توجه شعاع الليزر إلى الناس أو الحيوانات!

هيا نكتشف.

على هابري ، تراجعت المقالات حول ليزر التنين المحمول ، مثل Hulk ، بضع مرات فقط. في هذه المقالة سوف أخبرك كيف يمكنك صنع ليزر ليس أقل شأنا من معظم الطرز المباعة في هذا المتجر.

طبخ.

تحتاج أولاً إلى تحضير جميع المكونات:
- محرك أقراص DVD-RW لا يعمل (أو يعمل) بسرعة تسجيل 16x أو أعلى ؛
- المكثفات 100 pF و 100 mF ؛
- المقاوم 2-5 أوم ؛
- ثلاث بطاريات AAA ؛
- لحام الحديد والأسلاك.
- ميزاء (أو مؤشر صيني) ؛
- مصباح LED فولاذي.

هذا هو الحد الأدنى الضروري لتصنيع نموذج سائق بسيط. المحرك هو ، في الواقع ، لوحة ستخرج الصمام الثنائي الليزري الخاص بنا إلى الطاقة المطلوبة. لا يستحق توصيل مصدر الطاقة مباشرة بصمام الليزر - إنه سيفشل. يجب أن يتم تشغيل الصمام الثنائي لليزر بالتيار وليس الجهد.

الموازاة هي في الواقع وحدة ذات عدسة تقلل كل الإشعاع إلى شعاع ضيق. يمكن شراء الموازاة الجاهزة من متاجر الراديو. هذه بالفعل لديها مكان مناسب على الفور لتثبيت الصمام الثنائي لليزر ، والتكلفة 200-500 روبل.

يمكنك أيضًا استخدام ميزاء من مؤشر صيني ، ومع ذلك ، سيكون من الصعب إصلاح الصمام الثنائي لليزر ، ومن المرجح أن يكون جسم الميزاء نفسه مصنوعًا من البلاستيك المعدني. لذلك سيتم تبريد الصمام الثنائي الخاص بنا بشكل سيئ. لكن هذا ممكن أيضًا. يمكن رؤية هذا الخيار في نهاية المقالة.

نحن نفعل.

تحتاج أولاً إلى الحصول على الصمام الثنائي لليزر نفسه. هذا جزء هش جدًا وصغير من محرك DVD-RW - كن حذرًا. يوجد صمام ثنائي ليزر أحمر قوي في عربة القيادة لدينا. يمكنك تمييزه عن الضعيف بواسطة مشعاع أكبر من الصمام الثنائي IR التقليدي.

يوصى باستخدام رباط معصم مضاد للكهرباء الساكنة لأن الصمام الثنائي لليزر حساس جدًا للكهرباء الساكنة. إذا لم يكن هناك سوار ، فيمكنك لف خيوط الصمام الثنائي بسلك رفيع أثناء انتظار التثبيت في العلبة.

وفقًا لهذا المخطط ، تحتاج إلى لحام السائق.

لا تقم بعكس القطبية! سيفشل الصمام الثنائي الليزري أيضًا على الفور إذا تم عكس قطبية طاقة الإدخال.

يوضح الرسم التخطيطي مكثفًا بقوة 200 ميغا هرتز ، ومع ذلك ، فإن 50-100 ميكرومتر كافية لسهولة النقل.

نحاول.

قبل تثبيت الصمام الثنائي لليزر وتجميع كل شيء في العلبة ، تحقق من أداء السائق. قم بتوصيل ديود ليزر آخر (لا يعمل أو الثاني من محرك الأقراص) وقياس التيار بمقياس متعدد. اعتمادًا على خصائص السرعة ، يجب اختيار القوة الحالية بشكل صحيح. لطرازات 16x ، 300-350mA مناسبة تمامًا. بالنسبة لأسرع 22x ، يمكن تطبيق حتى 500mA ، ولكن مع محرك مختلف تمامًا ، أخطط لوصف تصنيعه في مقال آخر.

يبدو فظيعا ، لكنه يعمل!

جماليات.

يمكنك التباهي بجهاز ليزر مُجمَّع بالوزن فقط أمام نفس المجانين التقنيين المجانين ، ولكن من أجل الجمال والراحة ، من الأفضل تجميعه في صندوق مناسب. من الأفضل هنا اختيار الطريقة التي تريدها. لقد قمت بتركيب الدائرة بأكملها في مصباح يدوي LED عادي. أبعاده لا تتجاوز 10x4 سم. ومع ذلك ، لا أنصحك بحملها معك: فأنت لا تعرف أبدًا الادعاءات التي يمكن أن تقدمها السلطات المختصة. ومن الأفضل تخزينها في علبة خاصة حتى لا تتسرب العدسة الحساسة من الغبار.

هذا خيار بأقل تكلفة - يتم استخدام ميزاء من مؤشر صيني:

سيؤدي استخدام وحدة منتجة في المصنع إلى النتائج التالية:

شعاع الليزر مرئي في المساء:

وبالطبع في الظلام:

يمكن.

نعم ، أريد أن أخبر وأظهر في المقالات التالية كيف يمكن استخدام مثل هذه الليزر. كيف تصنع عينات أكثر قوة يمكنها قطع المعادن والخشب ، وليس مجرد إشعال النار في أعواد الثقاب وإذابة البلاستيك. كيفية عمل صور ثلاثية الأبعاد ومسح الكائنات للحصول على نماذج 3D Studio Max. كيفية صنع ليزر أخضر أو أزرق قوي. نطاق الليزر واسع جدًا ، ولا يكفي مقال واحد.

بحاجة إلى تذكر.

لا تنسى الأمان! الليزر ليس ألعابًا! اعتني بعيونك!

سنتحدث اليوم عن كيفية صنع ليزر أخضر أو أزرق قوي في المنزل من مواد مرتجلة بيديك. سننظر أيضًا في الرسومات والمخططات وجهاز مؤشرات الليزر محلية الصنع مع حزمة الإشعال ومدى يصل إلى 20 كم.

أساس جهاز الليزر هو مولد الكم البصري ، والذي ينتج شعاع ليزر باستخدام طاقة كهربائية أو حرارية أو كيميائية أو غيرها من الطاقة.

يعتمد تشغيل الليزر على ظاهرة الإشعاع المحفز (المستحث). يمكن أن يكون إشعاع الليزر مستمرًا ، بقوة ثابتة ، أو نبضيًا ، ويصل إلى قوى ذروة عالية للغاية. جوهر الظاهرة هو أن الذرة المثارة قادرة على إصدار فوتون تحت تأثير فوتون آخر دون امتصاصه ، إذا كانت طاقة الأخير مساوية للاختلاف في طاقات مستويات الذرة قبل وبعد إشعاع. في هذه الحالة ، يكون الفوتون المنبعث متماسكًا مع الفوتون الذي تسبب في الإشعاع ، أي أنه نسخته الدقيقة. هذه هي الطريقة التي يتم بها تضخيم الضوء. تختلف هذه الظاهرة عن الانبعاث التلقائي ، حيث يكون للفوتونات المنبعثة اتجاهات عشوائية للانتشار والاستقطاب والطور.
إن احتمال أن يتسبب الفوتون العشوائي في انبعاث محفز لذرة مثارة يساوي تمامًا احتمال امتصاص ذرة لهذا الفوتون في حالة غير مستثارة. لذلك ، لتضخيم الضوء ، من الضروري أن يكون هناك ذرات أكثر إثارة في الوسط من الذرات غير المستثارة. في حالة التوازن ، لا يتم استيفاء هذه الحالة ، لذلك يتم استخدام أنظمة مختلفة لضخ الوسط النشط بالليزر (بصري ، كهربائي ، كيميائي ، إلخ). في بعض المخططات ، يتم استخدام عنصر العمل في الليزر كمضخم ضوئي للإشعاع من مصدر آخر.

لا يوجد تدفق خارجي للفوتون في المولد الكمي ؛ يتم إنشاء السكان العكسيين بداخله بمساعدة مصادر المضخات المختلفة. اعتمادًا على المصادر ، هناك طرق ضخ مختلفة:
بصري - مصباح فلاش قوي ؛
تصريف الغاز في مادة العمل (وسط نشط) ؛
حقن (نقل) الحاملات الحالية في أشباه الموصلات في المنطقة
التحولات rn
الإثارة الإلكترونية (تشعيع الفراغ لأشباه الموصلات النقية بتيار من الإلكترونات) ؛
حراري (تسخين الغاز مع التبريد السريع اللاحق ؛
مادة كيميائية (باستخدام طاقة التفاعلات الكيميائية) وبعضها الآخر.

المصدر الأساسي للتوليد هو عملية الانبعاث التلقائي ، وبالتالي ، لضمان استمرارية أجيال الفوتون ، من الضروري الحصول على ردود فعل إيجابية ، بسبب أن الفوتونات المنبعثة تتسبب في أعمال لاحقة من الانبعاث المحفّز. للقيام بذلك ، يتم وضع وسيط الليزر النشط في مرنان بصري. في أبسط الحالات ، تتكون من مرآتين ، إحداهما شفافة - يخرج شعاع الليزر جزئيًا من الرنان من خلاله.

انعكاسًا من المرايا ، تمر حزمة الإشعاع بشكل متكرر عبر الرنان ، مما يتسبب في حدوث انتقالات مستحثة فيه. يمكن أن يكون الإشعاع إما مستمرًا أو نبضيًا. في الوقت نفسه ، باستخدام أجهزة مختلفة لإيقاف التشغيل بسرعة وعند التغذية المرتدة وبالتالي تقليل فترة النبض ، من الممكن تهيئة الظروف لتوليد إشعاع ذي طاقة عالية جدًا - هذه هي ما يسمى بالنبضات العملاقة. يسمى هذا الوضع من التشغيل بالليزر وضع Q-switched.
شعاع الليزر هو شعاع ضوئي ضيق متماسك أحادي اللون ومستقطب. باختصار ، هذا شعاع من الضوء لا ينبعث فقط من مصادر متزامنة ، ولكن أيضًا في نطاق ضيق جدًا وموجه. نوع من التدفق الضوئي شديد التركيز.

يكون الإشعاع الذي يولده الليزر أحادي اللون ، واحتمال إصدار فوتون بطول موجي معين أكبر من احتمالية إصدار فوتون متقارب الطول مرتبط بتوسيع الخط الطيفي ، كما أن احتمالية حدوث انتقالات مستحثة عند هذا التردد لها حد أقصى . لذلك ، تدريجياً في عملية التوليد ، ستهيمن الفوتونات ذات الطول الموجي المعين على جميع الفوتونات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للترتيب الخاص للمرايا ، يتم تخزين الفوتونات التي تنتشر في اتجاه موازٍ للمحور البصري للرنان على مسافة صغيرة منه في حزمة الليزر ، بينما تترك باقي الفوتونات حجم الرنان بسرعة . وبالتالي ، فإن شعاع الليزر له زاوية اختلاف صغيرة جدًا. أخيرًا ، شعاع الليزر له استقطاب محدد بدقة. للقيام بذلك ، يتم إدخال مستقطبات مختلفة في الرنان ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون ألواح زجاجية مسطحة مثبتة بزاوية بروستر في اتجاه انتشار شعاع الليزر.

يعتمد مائع العمل المستخدم في الليزر على الطول الموجي للعمل ، بالإضافة إلى خصائص أخرى. يتم "ضخ" الجسم العامل بالطاقة للحصول على تأثير انعكاس مجتمع الإلكترون ، والذي يتسبب في انبعاث محفز للفوتونات وتأثير التضخيم البصري. إن أبسط شكل من أشكال الرنان البصري هو مرآتان متوازيتان (قد يكون هناك أيضًا أربعة أو أكثر) تقعان حول الجسم العامل لليزر. تنعكس المرايا على الإشعاع المحفز لجسم العمل ويتم تضخيمه مرة أخرى. حتى لحظة الخروج إلى الخارج ، يمكن أن تنعكس الموجة عدة مرات.

لذا ، دعونا نصوغ الشروط اللازمة لإيجاد مصدر ضوء متماسك بإيجاز:

أنت بحاجة إلى مادة عمل ذات كثافة سكانية معكوسة. عندها فقط يمكن الحصول على تضخيم الضوء بسبب التحولات القسرية ؛
يجب وضع مادة العمل بين المرايا التي تقدم تغذية راجعة ؛
الكسب الذي تعطيه مادة العمل ، مما يعني أن عدد الذرات أو الجزيئات المثارة في مادة العمل يجب أن يكون أكبر من قيمة العتبة ، والتي تعتمد على معامل الانعكاس لمرآة الخرج.

يمكن استخدام الأنواع التالية من الهيئات العاملة في تصميم الليزر:

سائل. يتم استخدامه كسائل عامل ، على سبيل المثال ، في صبغ الليزر. تشتمل التركيبة على مذيب عضوي (ميثانول ، إيثانول أو إيثيلين جلايكول) ، حيث يتم إذابة الأصباغ الكيميائية (الكومارين أو الرودامين). يتم تحديد الطول الموجي التشغيلي لليزر السائل من خلال تكوين جزيئات الصبغة المستخدمة.

غازات. على وجه الخصوص ، ثاني أكسيد الكربون أو الأرجون أو الكريبتون أو مخاليط الغاز ، كما هو الحال في ليزر الهيليوم والنيون. غالبًا ما يتم "ضخ" طاقة هذه الليزرات بمساعدة التفريغ الكهربائي.
المواد الصلبة (البلورات والنظارات). يتم تنشيط المادة الصلبة لهذه الأجسام العاملة (خليط) عن طريق إضافة كمية صغيرة من أيونات الكروم أو النيوديميوم أو الإربيوم أو التيتانيوم. البلورات المستخدمة بشكل شائع هي عقيق الإيتريوم ، وفلوريد الليثيوم الإيتريوم ، والياقوت (أكسيد الألومنيوم) ، وزجاج السيليكات. عادةً ما يتم "ضخ" ليزر الحالة الصلبة بمصباح وميض أو ليزر آخر.

أشباه الموصلات. مادة يمكن أن يكون فيها انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة مصحوبًا بالإشعاع. ليزر أشباه الموصلات مضغوط للغاية ، "يتم ضخه" بالتيار الكهربائي ، مما يسمح باستخدامه في الأجهزة الاستهلاكية مثل مشغلات الأقراص المضغوطة.

لتحويل مكبر الصوت إلى مولد ، تحتاج إلى تنظيم الملاحظات. في الليزر ، يتم تحقيق ذلك من خلال وضع المادة الفعالة بين الأسطح العاكسة (المرايا) ، والتي تشكل ما يسمى بـ "الرنان المفتوح" نظرًا لحقيقة أن جزءًا من الطاقة المنبعثة من المادة الفعالة ينعكس من المرايا ويعود مرة أخرى للمادة الفعالة.

تُستخدم التجاويف البصرية من أنواع مختلفة في الليزر - مع المرايا المسطحة ، الكروية ، مجموعات مسطحة وكروية ، إلخ. في التجاويف الضوئية التي توفر تغذية راجعة في الليزر ، فقط أنواع معينة من تذبذبات المجال الكهرومغناطيسي ، والتي تسمى التذبذبات أو الأوضاع الطبيعية من الرنان ، يمكن أن يكون متحمسًا.

تتميز الأوضاع بالتردد والشكل ، أي بالتوزيع المكاني للاهتزازات. في الرنان ذي المرايا المسطحة ، تكون أنواع التذبذبات المقابلة للموجات المستوية المنتشرة على طول محور الرنان متحمسًا في الغالب. لا يتردد صدى نظام من مرآتين متوازيتين إلا عند ترددات معينة - كما يؤدي في الليزر الدور الذي تلعبه الدائرة التذبذبية في المولدات التقليدية منخفضة التردد.

يعد استخدام مرنان مفتوح (بدلاً من مرنان مغلق - تجويف معدني مغلق - سمة من سمات نطاق الميكروويف) أمرًا أساسيًا ، لأنه في النطاق البصري ، مرنان بأبعاد L =؟ (L هو الحجم المميز للرنان ،؟ هو الطول الموجي) ببساطة لا يمكن صنعه ، وبالنسبة لـ L >>؟ يفقد الرنان المغلق خصائصه الرنانة حيث يصبح عدد أنماط التذبذب المحتملة كبيرًا جدًا بحيث تتداخل.

يقلل غياب الجدران الجانبية بشكل كبير من عدد الأنواع الممكنة من التذبذبات (الأنماط) نظرًا لحقيقة أن الموجات التي تنتشر بزاوية على محور الرنان تتجاوز بسرعة حدودها ، وتجعل من الممكن الحفاظ على خصائص الرنان عند لام >>؟. ومع ذلك ، فإن الرنان في الليزر لا يوفر فقط تغذية مرتدة من خلال إعادة الإشعاع المنعكس من المرايا إلى المادة الفعالة ، ولكنه يحدد أيضًا طيف إشعاع الليزر وخصائص طاقته واتجاهية الإشعاع.
في أبسط تقريب لموجة مستوية ، فإن حالة الرنين في مرنان مع مرايا مسطحة هي أن عددًا صحيحًا من نصف الموجات يتناسب مع طول الرنان: L = q (؟ / 2) (q هو عدد صحيح) ، مما يؤدي إلى تعبير عن تردد نوع التذبذب مع الفهرس q:؟ q = q (C / 2L). نتيجة لذلك ، فإن طيف الانبعاث لـ L ، كقاعدة عامة ، هو مجموعة من الخطوط الطيفية الضيقة ، الفترات الفاصلة بينها متساوية وتساوي c / 2L. يعتمد عدد الخطوط (المكونات) لطول معين L على خصائص الوسط النشط ، أي على طيف الانبعاث التلقائي عند الانتقال الكمي المستخدم ، ويمكن أن يصل إلى عدة عشرات ومئات. في ظل ظروف معينة ، اتضح أنه من الممكن عزل مكون طيفي واحد ، أي تنفيذ نظام توليد أحادي النمط. يتم تحديد العرض الطيفي لكل مكون من خلال فقد الطاقة في الرنان ، وقبل كل شيء ، عن طريق نقل الضوء وامتصاصه بواسطة المرايا.

ملف تعريف التردد للكسب في وسط العمل (يتم تحديده من خلال عرض وشكل خط وسيط العمل) ومجموعة الترددات الطبيعية للرنان المفتوح. بالنسبة إلى الرنانات المفتوحة ذات عامل الجودة العالي المستخدم في الليزر ، فإن عرض النطاق الترددي للتجويف ، الذي يحدد عرض منحنيات الرنين للأنماط الفردية ، وحتى المسافة بين الأوضاع المتجاورة ، يصبح أصغر من الكسب linewidth ؟؟ h ، وحتى في ليزر الغاز ، حيث يكون توسيع الخط ضئيلًا. لذلك ، تقع عدة أنواع من اهتزازات الرنان في دائرة التضخيم.

وبالتالي ، فإن الليزر لا يولد بالضرورة بتردد واحد ؛ وفي أغلب الأحيان ، على العكس من ذلك ، يحدث التوليد في وقت واحد في عدة أنواع من التذبذبات ، والتي من أجلها ربح؟ المزيد من الخسائر في الرنان. لكي يعمل الليزر بتردد واحد (في وضع التردد المفرد) ، من الضروري عادةً اتخاذ تدابير خاصة (على سبيل المثال ، زيادة الخسائر ، كما هو موضح في الشكل 3) أو تغيير المسافة بين المرايا بحيث موضة واحدة فقط. نظرًا لأنه في البصريات ، كما هو مذكور أعلاه ، يتم تحديد تردد التوليد في الليزر بشكل أساسي بواسطة تردد الرنان ، فمن الضروري تثبيت الرنان من أجل الحفاظ على استقرار تردد التوليد. لذلك ، إذا كان الكسب في مادة العمل يغطي الخسائر في الرنان لأنواع معينة من التذبذبات ، يحدث التوليد عليها. البذرة لحدوثه ، كما هو الحال في أي مولد ، ضوضاء ، وهي انبعاث تلقائي في الليزر.
لكي ينبعث الوسيط النشط ضوءًا أحادي اللون متماسكًا ، من الضروري تقديم ملاحظات ، أي إرسال جزء من تدفق الضوء المنبعث من هذا الوسط إلى الوسط للانبعاثات المحفزة. يتم إجراء التغذية الراجعة الإيجابية باستخدام الرنانات الضوئية ، والتي تكون في الإصدار الأولي عبارة عن مرآتين متحد المحور (متوازيتان وعلى طول نفس المحور) ، إحداهما شفافة والأخرى "صماء" ، أي تعكس تدفق الضوء تمامًا. يتم وضع مادة العمل (الوسط النشط) ، التي يتم فيها إنشاء السكان العكسيين ، بين المرايا. يمر الإشعاع المحفز عبر الوسط النشط ، ويتم تضخيمه ، وينعكس من المرآة ، ويمر مرة أخرى عبر الوسط ، ويتم تضخيمه بشكل أكبر. من خلال مرآة شفافة ، ينبعث جزء من الإشعاع في الوسط الخارجي ، وينعكس الجزء مرة أخرى في الوسط ويتم تضخيمه مرة أخرى. في ظل ظروف معينة ، سيبدأ تدفق الفوتون داخل مادة العمل في النمو مثل الانهيار الجليدي ، وسيبدأ توليد ضوء أحادي اللون متماسك.

إن مبدأ تشغيل الرنان البصري ، وهو العدد الغالب من جسيمات المادة العاملة ، التي تمثلها الدوائر الضوئية ، في الحالة الأرضية ، أي عند مستوى الطاقة الأدنى. فقط عدد قليل من الجسيمات ، التي تمثلها الدوائر المظلمة ، هي في حالة الإثارة الإلكترونية. عندما تتعرض مادة العمل لمصدر ضخ ، ينتقل العدد الرئيسي للجسيمات إلى حالة الإثارة (زاد عدد الدوائر المظلمة) ، ويتم إنشاء مجموعة عكسية. علاوة على ذلك (الشكل 2 ج) ، يحدث انبعاث تلقائي لبعض الجسيمات في حالة الإثارة الإلكترونية. سيترك الإشعاع الموجه بزاوية على محور الرنان مادة العمل والرنان. سيقترب الإشعاع الموجه على طول محور الرنان من سطح المرآة.

في المرآة شبه الشفافة ، سيمر جزء من الإشعاع من خلالها إلى البيئة ، وسينعكس جزء منه وتوجه مرة أخرى إلى مادة العمل ، بما في ذلك الجسيمات في حالة الإثارة في عملية الانبعاث المحفّز.

في مرآة "الصم" ، سينعكس تدفق الأشعة بالكامل ويمر مرة أخرى عبر مادة العمل ، مما يؤدي إلى إشعاع جميع الجسيمات المتحمسة المتبقية ، مما يعكس الموقف عندما تتخلى جميع الجسيمات المثارة عن طاقتها المخزنة ، وعند خرج الرنان ، على جانب المرآة شبه الشفافة ، تم تشكيل تدفق قوي للإشعاع المستحث.

تشمل العناصر الهيكلية الرئيسية لليزر مادة عاملة بمستويات طاقة معينة من الذرات والجزيئات المكونة لها ، ومصدر المضخة الذي يخلق مجموعة عكسية في مادة العمل ، ومرنان بصري. يوجد عدد كبير من أنواع الليزر المختلفة ، ولكن جميعها لها نفس ، علاوة على ذلك ، مخطط دائرة بسيط للجهاز ، كما هو موضح في الشكل. 3.

الاستثناء هو ليزر أشباه الموصلات نظرًا لخصوصياتها ، نظرًا لأن لديها كل شيء خاص: فيزياء العمليات وطرق الضخ والتصميم. أشباه الموصلات هي تشكيلات بلورية. في ذرة منفصلة ، تأخذ طاقة الإلكترون قيمًا منفصلة محددة بدقة ، وبالتالي يتم وصف حالات طاقة الإلكترون في الذرة من حيث المستويات. في بلورة أشباه الموصلات ، تشكل مستويات الطاقة نطاقات طاقة. في أشباه الموصلات النقية التي لا تحتوي على أي شوائب ، يوجد نطاقتان: ما يسمى بنطاق التكافؤ ونطاق التوصيل الموجود فوقه (على مقياس الطاقة).

بينهما فجوة في قيم الطاقة المحرمة ، والتي تسمى فجوة النطاق. عند درجة حرارة أشباه الموصلات تساوي الصفر المطلق ، يجب ملء نطاق التكافؤ بالكامل بالإلكترونات ، ويجب أن يكون نطاق التوصيل فارغًا. في الظروف الحقيقية ، تكون درجة الحرارة دائمًا فوق الصفر المطلق. لكن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى الإثارة الحرارية للإلكترونات ، حيث يقفز بعضها من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل.

نتيجة لهذه العملية ، يظهر عدد معين (صغير نسبيًا) من الإلكترونات في نطاق التوصيل ، وسيكون العدد المقابل من الإلكترونات مفقودًا في نطاق التكافؤ حتى يتم ملؤه تمامًا. يتم تمثيل شاغر الإلكترون في نطاق التكافؤ بجسيم موجب الشحنة ، والذي يسمى ثقب. يُعتبر الانتقال الكمي للإلكترون عبر فجوة النطاق من الأسفل إلى الأعلى بمثابة عملية لتوليد زوج من الثقوب الإلكترونية ، مع تركيز الإلكترونات على الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، والثقوب - عند الحافة العلوية لفرقة التكافؤ . التحولات عبر المنطقة المحرمة ممكنة ليس فقط من أسفل إلى أعلى ، ولكن أيضًا من أعلى إلى أسفل. تسمى هذه العملية إعادة تركيب ثقب الإلكترون.

عندما يتم تشعيع أشباه الموصلات النقية بضوء تتجاوز طاقة الفوتون إلى حد ما فجوة النطاق ، يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من تفاعل الضوء مع مادة في بلورة أشباه الموصلات: الامتصاص ، والانبعاث التلقائي ، والانبعاث المحفز للضوء. النوع الأول من التفاعل ممكن عندما يمتص فوتون بواسطة إلكترون يقع بالقرب من الحافة العلوية لفرقة التكافؤ. في هذه الحالة ، ستصبح قوة طاقة الإلكترون كافية للتغلب على فجوة النطاق ، وستقوم بانتقال كمي إلى نطاق التوصيل. الانبعاث العفوي للضوء ممكن مع العودة التلقائية للإلكترون من نطاق التوصيل إلى نطاق التكافؤ مع انبعاث كمية الطاقة - الفوتون. يمكن أن يبدأ الإشعاع الخارجي في الانتقال إلى نطاق التكافؤ للإلكترون الموجود بالقرب من الحافة السفلية لنطاق التوصيل. ستكون نتيجة هذا النوع الثالث من تفاعل الضوء مع مادة أشباه الموصلات هي ولادة فوتون ثانوي ، متطابق في معاملاته واتجاه حركته للفوتون الذي بدأ الانتقال.

لتوليد إشعاع الليزر ، من الضروري إنشاء مجموعة عكسية من "مستويات العمل" في أشباه الموصلات - لإنشاء تركيز عالٍ بدرجة كافية من الإلكترونات عند الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، وبالتالي ، تركيز عالٍ من الثقوب عند الحافة من فرقة التكافؤ. لهذه الأغراض ، عادةً ما تستخدم ليزر أشباه الموصلات النقية الضخ بحزمة إلكترونية.

مرايا الرنان هي الحواف المصقولة لبلورة أشباه الموصلات. عيب مثل هذه الليزرات هو أن العديد من مواد أشباه الموصلات تولد إشعاع الليزر فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية ، وقصف بلورات أشباه الموصلات بواسطة حزمة إلكترونية يتسبب في تسخينها بقوة. يتطلب ذلك أجهزة تبريد إضافية ، مما يعقد تصميم الجهاز ويزيد من أبعاده.

تختلف خصائص أشباه الموصلات المخدرة اختلافًا كبيرًا عن خصائص أشباه الموصلات النقية غير المشبعة. هذا يرجع إلى حقيقة أن ذرات بعض الشوائب تتبرع بسهولة بأحد إلكتروناتها إلى نطاق التوصيل. تسمى هذه الشوائب شوائب المتبرع ، ويطلق على أشباه الموصلات التي تحتوي على هذه الشوائب اسم n-semiconductor. على العكس من ذلك ، فإن ذرات الشوائب الأخرى تلتقط إلكترونًا واحدًا من نطاق التكافؤ ، وهذه الشوائب تقبل ، وأشباه الموصلات مع هذه الشوائب هي أشباه الموصلات p. يقع مستوى الطاقة لذرات الشوائب داخل فجوة النطاق: لأشباه الموصلات n - ليست بعيدة عن الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، لأشباه الموصلات f - بالقرب من الحافة العلوية لفرقة التكافؤ.

إذا تم إنشاء جهد كهربائي في هذه المنطقة بحيث يكون هناك قطب موجب على جانب أشباه الموصلات p وقطب سالب على جانب أشباه الموصلات n ، ثم تحت تأثير المجال الكهربائي ، الإلكترونات من n - سيتحرك (حقن) أشباه الموصلات والثقوب من أشباه الموصلات p في المنطقة pn - الانتقال.

أثناء إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب ، ستنبعث الفوتونات ، وفي وجود مرنان بصري ، يمكن توليد إشعاع الليزر.

مرايا الرنان البصري هي الوجوه المصقولة لبلورة أشباه الموصلات ، موجهة بشكل عمودي على مستوى الوصلة pn. تتميز هذه الليزرات بالتصغير ، حيث يمكن أن تكون أبعاد العنصر النشط أشباه الموصلات حوالي 1 مم.

اعتمادًا على الميزة قيد الدراسة ، يتم تقسيم جميع أنواع الليزر على النحو التالي).

العلامة الأولى. من المعتاد التمييز بين مضخمات الليزر والمولدات. في مكبرات الصوت ، يتم توفير إشعاع ليزر ضعيف عند المدخلات ، وعند الخرج يتم تضخيمه في المقابل. لا يوجد إشعاع خارجي في المولدات ؛ ينشأ في مادة العمل بسبب الإثارة بمساعدة مصادر المضخات المختلفة. جميع أجهزة الليزر الطبية مولدات.

العلامة الثانية هي الحالة المادية لمادة العمل. وفقًا لهذا ، يتم تقسيم الليزر إلى الحالة الصلبة (الياقوت ، الياقوت ، إلخ) ، الغاز (الهيليوم النيون ، الهيليوم الكادميوم ، الأرجون ، ثاني أكسيد الكربون ، إلخ) ، السائل (سائل عازل مع شوائب تعمل ذرات نادرة معادن الأرض) وأشباه الموصلات (الزرنيخيد - الجاليوم ، الزرنيخيد - الفوسفيد - الغاليوم ، سيلينيد الرصاص ، إلخ).

طريقة إثارة مادة العمل هي السمة المميزة الثالثة لليزر. اعتمادًا على مصدر الإثارة ، يوجد ليزر مع ضخ بصري ، مع ضخ بسبب تفريغ الغاز ، والإثارة الإلكترونية ، وحقن حامل الشحنة ، مع ضخ حراري وكيميائي ، وغيرها.

طيف انبعاث الليزر هو العلامة التالية على التصنيف. إذا تم تركيز الإشعاع في نطاق ضيق من الطول الموجي ، فمن المعتاد اعتبار الليزر أحادي اللون ويشار إلى الطول الموجي المحدد في بياناته الفنية ؛ إذا كان في نطاق واسع ، فيجب اعتبار الليزر نطاقًا عريضًا ويجب الإشارة إلى مدى الطول الموجي.

وفقًا لطبيعة الطاقة المنبعثة ، يتم تمييز الليزر النبضي وليزر الموجة المستمرة. لا ينبغي الخلط بين مفاهيم الليزر النبضي والليزر مع تعديل التردد للإشعاع المستمر ، لأنه في الحالة الثانية نحصل ، في الواقع ، على إشعاع متقطع بترددات مختلفة. تتمتع الليزر النبضي بقدرة عالية في نبضة واحدة تصل إلى 10 وات ، في حين أن متوسط قدرة النبضة ، التي تحددها الصيغ المقابلة ، منخفض نسبيًا. بالنسبة لليزر cw مع تعديل التردد ، تكون الطاقة في ما يسمى بالنبض أقل من قوة الإشعاع المستمر.

وفقًا لمتوسط طاقة الإشعاع الناتج (ميزة التصنيف التالية) ، يتم تقسيم الليزر إلى:

طاقة عالية (قوة إشعاع كثافة التدفق على سطح جسم أو جسم بيولوجي - أكثر من 10 واط / سم 2) ؛

طاقة متوسطة (قوة إشعاع كثافة التدفق - من 0.4 إلى 10 واط / سم 2) ؛

· الطاقة المنخفضة (قدرة إشعاع كثافة التدفق - أقل من 0.4 وات / سم 2).

لينة (التعرض للطاقة المتولدة - E أو كثافة تدفق الطاقة على السطح المشع - حتى 4 ميجاوات / سم 2) ؛

متوسط (E - من 4 إلى 30 ميغاواط / سم 2) ؛

صعب (E - أكثر من 30 ميغاواط / سم 2).

وفقًا للمعايير والقواعد الصحية لتصميم وتشغيل الليزر رقم 5804-91 ، وفقًا لدرجة خطورة الإشعاع المتولد عن العاملين ، يتم تقسيم الليزر إلى أربع فئات.

تشتمل أنواع الليزر من الدرجة الأولى على مثل هذه الأجهزة التقنية ، والتي لا تشكل الإشعاعات المتوازنة (المحتواة بزاوية صلبة محدودة) خطرًا عند تعرضها للإشعاع لعيون وجلد الشخص.

الليزر من الدرجة الثانية عبارة عن أجهزة يكون ناتجها من الإشعاع خطيرًا عند تعرضه للعين بالإشعاع المباشر والانعكاس المرآوي.

الليزر من الفئة الثالثة عبارة عن أجهزة يكون ناتجها إشعاعيًا خطيرًا عندما تتعرض العينان للانعكاس المباشر والمنعكس ، وكذلك الإشعاع المنعكس بشكل منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس منتشر ، و (أو) عندما يتعرض الجلد لتوجيه الإشعاع المنعكس بشكل مرآوي.

الليزر من الفئة الرابعة عبارة عن أجهزة يكون ناتجها إشعاعيًا خطيرًا عندما يتعرض الجلد لإشعاع منعكس بشكل منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس بشكل منتشر.

لقد تعلم الإنسان العديد من الاختراعات التقنية من خلال ملاحظة الظواهر الطبيعية وتحليلها وتطبيق المعرفة المكتسبة في الواقع المحيط. لذلك يمتلك الإنسان القدرة على إشعال النار ، وإنشاء عجلة ، وتعلم توليد الكهرباء ، والتحكم في التفاعل النووي.

على عكس كل هذه الاختراعات ، فإن الليزر ليس له نظائر في الطبيعة. كان ظهوره مرتبطًا فقط بالافتراضات النظرية في إطار فيزياء الكم الناشئة. تم التنبؤ بوجود المبدأ الذي شكل أساس الليزر في بداية القرن العشرين من قبل أعظم العلماء ألبرت أينشتاين.

ظهرت كلمة "ليزر" نتيجة اختزال خمس كلمات تصف جوهر العملية الفيزيائية إلى الأحرف الأولى. في النسخة الروسية ، تسمى هذه العملية "تضخيم الضوء بمساعدة الانبعاث المحفّز".

وفقًا لمبدأ تشغيله ، يعد الليزر مولدًا كميًا للفوتونات. إن جوهر الظاهرة الكامنة وراءها هو أنه تحت تأثير الطاقة في شكل فوتون ، تُصدر الذرة فوتونًا آخر ، وهو مماثل للفوتون الأول في اتجاه الحركة وطورها واستقطابها. نتيجة لذلك ، يتم تضخيم الضوء المنبعث.

هذه الظاهرة مستحيلة في ظل ظروف التوازن الديناميكي الحراري. تُستخدم طرق مختلفة لتوليد الإشعاع المستحث: الكهربائية والكيميائية والغازية وغيرها. يتم استخدام الليزر المستخدم في المنزل (محركات أقراص الليزر ، طابعات الليزر) طريقة أشباه الموصلاتتحفيز الإشعاع تحت تأثير تيار كهربائي.

مبدأ التشغيل هو مرور تدفق الهواء عبر المدفأة إلى أنبوب مسدس الهواء الساخن ، وبعد الوصول إلى درجات الحرارة المحددة ، يدخل الجزء المراد لحامه من خلال فوهات خاصة.

في حالة حدوث عطل ، يمكن إصلاح محول اللحام يدويًا. يمكنك قراءة نصائح الإصلاح.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن العنصر الضروري لأي ليزر كامل هو مرنان بصري، وتتمثل وظيفتها في تضخيم شعاع الضوء بعكسه عدة مرات. لهذا الغرض ، يتم استخدام المرايا في أنظمة الليزر.

يجب أن يقال أن إنشاء ليزر قوي حقيقي بيديك في المنزل أمر غير واقعي. للقيام بذلك ، من الضروري أن يكون لديك معرفة خاصة ، وإجراء حسابات معقدة ، ولديك قاعدة مادية وتقنية جيدة.

على سبيل المثال ، تعتبر آلات الليزر التي يمكنها قطع المعادن شديدة الحرارة وتتطلب إجراءات تبريد شديدة ، بما في ذلك استخدام النيتروجين السائل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأجهزة القائمة على مبدأ الكم متقلبة للغاية ، وتتطلب أفضل ضبط ولا تتسامح حتى مع أدنى انحراف عن المعلمات المطلوبة.

المكونات المطلوبة للتجميع

لتجميع دائرة ليزر بيديك ، ستحتاج إلى:

قرص DVD-ROM قابل لإعادة الكتابة (RW). يشتمل على صمام ثنائي ليزر أحمر بقوة 300 ميغاواط. يمكنك استخدام ثنائيات الليزر من BLU-RAY-ROM-RW - فهي تنبعث منها ضوء بنفسجي بقوة 150 ميجاوات. لأغراضنا ، فإن أفضل ذاكرة القراءة فقط هي تلك التي تتميز بسرعات كتابة أسرع: فهي أقوى.
نبض NCP1529. يُخرج المحول تيارًا قدره 1 أمبير ، ويثبت الجهد في نطاق 0.9-3.9 فولت.هذه المؤشرات مثالية لصمام الليزر الثنائي ، الذي يتطلب جهدًا ثابتًا يبلغ 3 فولت.
ميزاء للحصول على شعاع ضوء متساوي. الآن معروضة للبيع العديد من وحدات الليزر من مختلف الشركات المصنعة ، بما في ذلك الميزاء.
عدسة الإخراج من ROM.
غلاف ، على سبيل المثال ، من مؤشر ليزر أو مصباح يدوي.
الأسلاك.
البطاريات 3.6 فولت.

لتوصيل الأجزاء ، سيكون من الضروري تحديد الكبل الذي يمثل الطور ، وأين يكون الصفر والأرض. سيساعد هذا أداة مثل.

بهذه الطريقة ، يمكن تجميع أبسط ليزر. ما الذي يمكن لمضخم الضوء أن يفعله:

أشعل عود ثقاب من مسافة بعيدة.
قم بإذابة الأكياس البلاستيكية والورق الرقيق.
ينبعث شعاع من مسافة تزيد عن 100 متر.

مثل هذا الليزر خطير: فهو لن يحرق الجلد أو الملابس ، لكنه قد يؤذي العينين.

لذلك ، تحتاج إلى استخدام مثل هذا الجهاز بعناية: لا تلمعه على الأسطح العاكسة (المرايا والنظارات والعاكسات) وبشكل عام ، كن حذرًا للغاية - يمكن أن يسبب الشعاع ضررًا إذا اصطدم بالعين حتى من مسافة واحدة مائة متر.

افعل ذلك بنفسك ليزر على الفيديو

الليزر من الألعاب الخطرة التي يمكن أن تكون ضارة بالصحة إذا تم استخدامها بإهمال. لا تصوب الليزر على الناس أو الحيوانات!

ما هو المطلوب؟

يمكن تقسيم أي ليزر إلى عدة مكونات:

باعث التدفق الضوئي.
بصريات؛
مصدر الطاقة؛
مثبت الطاقة الحالي (السائق).

أين يمكنني الحصول على الصمام الثنائي لليزر؟

كلما زادت سرعة الكتابة لمحرك أقراص DVD ، زادت قوة الصمام الثنائي الليزري المثبت فيه.

محرك التفكيك

سائق

الخيار الأفضل هو استخدام أبسط مثبت تيار مبني على القاعدة. تنتمي هذه الدائرة المصغرة إلى فئة المثبتات المتكاملة الشاملة مع القدرة على ضبط التيار والجهد عند الخرج بشكل مستقل. تعمل الدائرة المصغرة في نطاق واسع من الفولتية المدخلة: من 3 إلى 40 فولت.

التناظرية لـ LM317 هي الشريحة المحلية KR142EN12.

يوضح الرسم البياني القيمة التقريبية للمقاوم R1. لحسابها بدقة ، يجب عليك استخدام الصيغة أعلاه.

بصريات

كيف تعرف قوة الصمام الثنائي لليزر؟

يمكنك تحديد قوة الليزر من خلال خصائص سرعة الكتابة للأقراص ثنائية الطبقة:

1. السرعة 10x ، قوة الليزر 170-200 ملي واط.
2. سرعة 16X ، قوة الليزر 250-270 ملي واط.

تعليمات. كيف تصنع ليزر؟

الخطوة 1. أدر محرك أقراص DVD وافتح الغطاء. نحرر العربة ونخرجها (قد يختلف هيكل محرك الأقراص ، ولكن لكل محرك دليلين يتحرك على طوله العربة) ونفصل جميع الكابلات.

الخطوة 2.بعد تحرير العربة ، نشرع في فك البراغي والأجزاء لتحرير الصمام الثنائي نفسه. يمكن أن يحتوي محرك الأقراص على ليزري ديود:

1. لقراءة القرص (الصمام الثنائي بالأشعة تحت الحمراء).
2. لتسجيل قرص (ديود أحمر).

يحتوي الصمام الثنائي الأيمن (الأحمر) على لوحة متصلة به ، استخدم مكواة لحام عادية لتحرير الصمام الثنائي.

الخطوه 3.بعد عملية قصيرة ، يجب أن نحصل على الصمام الثنائي بهذا الشكل.

يوجد في كل منزل تقنية قديمة بالية. يرميها شخص ما في مكب النفايات ، ويحاول بعض الحرفيين استخدامها لبعض الاختراعات محلية الصنع. لذلك يمكن استخدام مؤشر الليزر القديم بشكل جيد - من الممكن عمل قاطع ليزر بيديك.

لصنع ليزر حقيقي من حلية غير ضارة ، تحتاج إلى تحضير العناصر التالية:

مؤشر الليزر؛
مصباح يدوي مع بطاريات قابلة للشحن ؛
قديم ، ربما لا يعمل كاتب أقراص مضغوطة / DVD-RW. الشيء الرئيسي هو أن لديه محركًا يعمل بالليزر ؛
مجموعة مفكات ومكواة لحام. من الأفضل استخدام أداة قطع ذات علامة تجارية ، ولكن في حالة عدم وجود أداة قطع عادية ، فقد تنجح أيضًا.

صنع قاطع ليزر

تحتاج أولاً إلى إزالة قاطع الليزر من محرك الأقراص. هذا العمل ليس صعبًا ، لكن عليك التحلي بالصبر وإيلاء أقصى قدر من الاهتمام. نظرًا لأنه يحتوي على عدد كبير من الأسلاك ، فإن هيكلها هو نفسه. عند اختيار محرك أقراص ، من المهم مراعاة وجود خيار الكتابة ، حيث إنه في هذا النموذج يمكن لليزر إجراء التسجيلات. يتم التسجيل عن طريق تبخير طبقة رقيقة من المعدن من القرص نفسه. في حالة عمل الليزر للقراءة ، يتم استخدامه بنصف القوة ، مع إبراز القرص.

عند تفكيك السحابات العلوية ، يمكنك العثور على عربة بها ليزر ، والتي يمكنها التحرك في اتجاهين. يجب إزالته بعناية عن طريق فك البراغي ، فهناك عدد كبير من الأجهزة والمسامير القابلة للفصل والتي من المهم إزالتها بعناية. لمزيد من العمل ، هناك حاجة إلى الصمام الثنائي الأحمر ، والذي يتم من خلاله الحرق. لإزالته ، ستحتاج إلى مكواة لحام ، وتحتاج أيضًا إلى إزالة السحابات بعناية. من المهم ملاحظة أنه لا يمكن اهتزاز وإسقاط الجزء الذي لا غنى عنه لتصنيع قاطع الليزر ، لذلك يوصى بتوخي الحذر عند إزالة الصمام الثنائي لليزر.

كيف ستتم إزالة العنصر الرئيسي لنموذج الليزر المستقبلي ، فأنت بحاجة إلى وزن كل شيء بعناية ومعرفة مكان وضعه وكيفية توصيل مصدر الطاقة به ، نظرًا لأن الصمام الثنائي الليزري للكتابة يحتاج إلى تيار أكثر بكثير من الصمام الثنائي من الصمام الثنائي. مؤشر الليزر وفي هذه الحالة يمكنك استخدام عدة طرق.

بعد ذلك ، يتم استبدال الصمام الثنائي في المؤشر. لإنشاء مؤشر ليزر قوي ، يجب إزالة الصمام الثنائي الأصلي ، ومن الضروري في مكانه تثبيت مؤشر مماثل من محرك الأقراص المضغوطة / أقراص DVD-RW. يتم تفكيك المؤشر بالتسلسل.يجب أن تكون غير مجدولة ومقسمة إلى جزأين ، في الأعلى الجزء الذي يحتاج إلى الاستبدال. تتم إزالة الصمام الثنائي القديم وتركيب الصمام الثنائي المطلوب في مكانه ، والذي يمكن تثبيته بالغراء. هناك حالات يصعب فيها إزالة الصمام الثنائي القديم ، في هذه الحالة يمكنك استخدام السكين وهز المؤشر قليلاً.

ستكون الخطوة التالية هي تصنيع علبة جديدة. حتى يمكن استخدام الليزر المستقبلي بشكل ملائم ، وتوصيل الطاقة به ومنحها مظهرًا رائعًا ، يمكنك استخدام علبة المصباح. يتم تثبيت الجزء العلوي المحول من مؤشر الليزر في مصباح يدوي ويتم تزويده بالطاقة من بطاريات قابلة لإعادة الشحن متصلة بالصمام الثنائي. من المهم عدم عكس قطبية مصدر الطاقة. قبل تجميع المصباح اليدوي ، يجب إزالة الزجاج وأجزاء المؤشر ، حيث إنها لن تقوم بتوصيل المسار المباشر لشعاع الليزر جيدًا.

الخطوة الأخيرة هي التحضير للاستخدام. قبل التوصيل ، من الضروري التحقق من قوة التثبيت بالليزر ، والتوصيل الصحيح لقطبية الأسلاك وما إذا كان الليزر مستويًا.

بعد الانتهاء من هذه الخطوات البسيطة ، تصبح آلة القطع بالليزر جاهزة للاستخدام. يمكن استخدام هذا الليزر لحرق الورق والبولي إيثيلين لإشعال أعواد الثقاب. يمكن أن يكون النطاق واسعًا ، كل شيء يعتمد على الخيال.

نقاط إضافية

يمكنك صنع ليزر أكثر قوة. لتصنيعها سوف تحتاج:

محرك أقراص DVD-RW ، يمكن أن يكون في حالة غير صالحة للعمل ؛
المكثفات 100 pF و 100 mF ؛
المقاوم 2-5 أوم ؛
ثلاث بطاريات قابلة للشحن
أسلاك بحديد لحام
ميزاء.
مصباح يدوي LED الصلب.

هذه هي المجموعة غير المعقدة التي تأتي مع مجموعة السائق ، والتي ، باستخدام اللوحة ، ستجلب قاطع الليزر إلى الطاقة المطلوبة. لا يمكن توصيل المصدر الحالي مباشرة بالديود ، لأنه سيتدهور على الفور. من المهم أيضًا مراعاة أن الصمام الثنائي لليزر يجب أن يتم تشغيله بالتيار وليس الجهد.

الميزاء عبارة عن مبيت مجهز بعدسة ، بفضله تتلاقى جميع الأشعة في حزمة واحدة ضيقة. يتم شراء هذه الأجهزة من متاجر قطع غيار الراديو. إنها مريحة لأن لديهم بالفعل مكانًا لتثبيت الصمام الثنائي لليزر ، أما بالنسبة للتكلفة فهي صغيرة جدًا ، فقط 200-500 روبل.

يمكنك بالطبع استخدام حالة من مؤشر ، ولكن سيكون من الصعب إرفاق ليزر بها. هذه النماذج مصنوعة من مادة بلاستيكية ، وهذا سيؤدي إلى تسخين العلبة ، ولن يتم تبريدها بدرجة كافية.

يتشابه مبدأ التصنيع مع المبدأ السابق ، حيث يتم أيضًا في هذه الحالة استخدام صمام ثنائي ليزر من محرك أقراص DVD-RW.

أثناء التصنيع ، يجب استخدام أحزمة المعصم المضادة للكهرباء الساكنة.

هذا ضروري لإزالة الكهرباء الساكنة من ديود الليزر ، فهي حساسة للغاية. في حالة عدم وجود أساور ، يمكنك التعامل مع الوسائل المرتجلة - يمكنك لف سلك رفيع حول الصمام الثنائي. بعد ذلك يأتي السائق.

قبل تجميع الجهاز بالكامل ، يتم فحص تشغيل السائق. في هذه الحالة ، من الضروري توصيل الصمام الثنائي غير العامل أو الثاني وقياس قوة التيار المزود بمقياس متعدد. بالنظر إلى سرعة التيار ، من المهم اختيار قوته وفقًا للمعايير. بالنسبة للعديد من الطرز ، يمكن استخدام تيار 300-350 مللي أمبير ، وبالنسبة للطرازات الأسرع ، يمكن استخدام 500 مللي أمبير ، ولكن يجب استخدام محرك مختلف تمامًا لهذا الغرض.

بالطبع ، يمكن لأي فني غير محترف تجميع مثل هذا الليزر ، ولكن مع ذلك ، من أجل الجمال والراحة ، من المعقول جدًا إنشاء مثل هذا الجهاز في حالة أكثر جمالية ، ويمكن اختيار الجهاز المناسب لكل ذوق. سيكون أكثر عملية تجميعه في حالة مصباح يدوي LED ، نظرًا لأن أبعاده مضغوطة ، فقط 10x4 سم. ولكن مع ذلك ، لا تحتاج إلى حمل مثل هذا الجهاز في جيبك ، كما قد تدعي السلطات المختصة. من الأفضل تخزين مثل هذا الجهاز في حالة خاصة لتجنب غبار العدسة.

من المهم ألا ننسى أن الجهاز هو نوع من الأسلحة يجب استخدامه بحذر وعدم توجيهه إلى الحيوانات والناس ، حيث أنه خطير جدًا ويمكن أن يكون ضارًا بالصحة ، والأخطر هو الاتجاه في عيون. من الخطر إعطاء مثل هذه الأجهزة للأطفال.

يمكن تجهيز الليزر بأجهزة مختلفة ، ومن ثم يخرج مشهد قوي إلى حد ما للأسلحة ، سواء الهوائية أو النارية ، من لعبة غير ضارة.

فيما يلي بعض النصائح البسيطة لعمل قاطع ليزر. بعد تحسين هذا التصميم بشكل طفيف ، من الممكن عمل قواطع لقطع مادة الأكريليك والخشب الرقائقي والبلاستيك والنقش.

لا يخفى على أحد أن كل واحد منا في طفولته أراد امتلاك جهاز مثل آلة الليزر التي يمكنها قطع الأختام المعدنية وحرق الجدران. في العالم الحديث ، أصبح هذا الحلم حقيقة واقعة ، حيث أصبح من الممكن الآن بناء ليزر قادر على قطع المواد المختلفة.

بالطبع ، من المستحيل في المنزل صنع آلة ليزر قوية كهذه تقطع الحديد أو الخشب. ولكن باستخدام جهاز محلي الصنع ، يمكنك قص الورق أو البلاستيك أو البلاستيك الرقيق.

باستخدام جهاز الليزر ، يمكنك حرق أنماط مختلفة على ألواح من الخشب الرقائقي أو على الخشب. يمكن استخدامه كإضاءة خلفية للأشياء الموجودة في المناطق النائية. يمكن أن يكون نطاق تطبيقه مسليًا ومفيدًا في أعمال البناء والتركيب ، ناهيك عن تحقيق الإمكانات الإبداعية في مجال النقش على الخشب أو زجاج شبكي.

اقرأ أيضا:
كيف اقوم به بشكل صحيح.

استعراض : إيجابياتهم وسلبياتهم.
قطع الليزر

الأدوات والملحقات التي ستكون مطلوبة لصنع الليزر بيديك:

الشكل 1. رسم تخطيطي لمصباح ليزر LED.

محرك أقراص DVD-RW معيب مع صمام ثنائي ليزر يعمل ؛

مؤشر ليزر أو ميزاء محمول ؛

لحام الحديد والأسلاك الصغيرة.

1 أوم المقاوم (2 قطعة) ؛

المكثفات لـ 0.1 فائق التوهج و 100 فائق التوهج ؛

بطاريات AAA (3 قطع) ؛

أدوات صغيرة مثل مفك البراغي والسكين والملف.

ستكون هذه المواد كافية للعمل القادم.

لذلك ، بالنسبة لجهاز الليزر ، من الضروري أولاً تحديد محرك أقراص DVD-RW به عطل ميكانيكي ، حيث يجب أن تكون الثنائيات الضوئية في حالة جيدة. إذا لم يكن لديك محرك أقراص بالية ، فسيتعين عليك شرائه من الأشخاص الذين يبيعونه لقطع غيار.

عند الشراء ، ضع في اعتبارك أن معظم محركات الأقراص من الشركة المصنعة Samsung غير مناسبة لتصنيع ليزر القطع. الحقيقة هي أن هذه الشركة تنتج محركات أقراص DVD بها ثنائيات غير محمية من التأثيرات الخارجية. يعني عدم وجود غلاف خاص أن الصمام الثنائي لليزر يخضع للإجهاد الحراري والتلوث. يمكن أن يتلف بلمسة خفيفة من اليد.

الشكل 2. ليزر من محرك أقراص DVD-RW.

أفضل خيار لليزر هو محرك الأقراص من الشركة المصنعة LG. تم تجهيز كل نموذج بكريستال بدرجة مختلفة من القوة. يتم تحديد هذا الرقم من خلال سرعة النسخ لأقراص DVD ثنائية الطبقة. من المهم للغاية أن يكون محرك الأقراص محرك تسجيل ، لأنه يحتوي على باعث للأشعة تحت الحمراء ، وهو أمر ضروري لصنع الليزر. لن يعمل المعتاد ، لأنه مخصص فقط لقراءة المعلومات.

تم تجهيز 16X DVD-RW بكريستال أحمر 180-200mW. يحتوي محرك السرعة 20X على صمام ثنائي 250-270 ميجاوات. المسجلات عالية السرعة من النوع 22X مزودة ببصريات ليزر بقوة تصل إلى 300 ميغاواط.

رجوع إلى الفهرس

تفكيك محرك أقراص DVD-RW

يجب أن تتم هذه العملية بحذر شديد ، لأن الأجزاء الداخلية هشة ويسهل تلفها. بعد تفكيك العلبة ، ستلاحظ على الفور التفاصيل الضرورية ، تبدو كقطعة صغيرة من الزجاج داخل عربة متحركة. يجب إزالة قاعدته ، كما هو موضح في الشكل 1. يحتوي هذا العنصر على عدسة بصرية وثنائيين.

في هذه المرحلة ، يجب التحذير على الفور من أن شعاع الليزر خطير للغاية على الرؤية البشرية.

بضربة مباشرة على العدسة تتلف النهايات العصبية ويمكن للشخص أن يظل أعمى.

شعاع الليزر له خاصية التعمية حتى على مسافة 100 متر ، لذلك من المهم توخي الحذر حيث توجهه. تذكر أنك مسؤول عن صحة الآخرين وأنت بين يديك مثل هذا الجهاز!

الشكل 3. رقاقة LM-317.

قبل بدء العمل ، عليك أن تعرف أن الصمام الثنائي لليزر يمكن أن يتلف ليس فقط بسبب الإهمال في التعامل ، ولكن أيضًا بسبب انخفاض الجهد. يمكن أن يحدث هذا في غضون ثوان ، وهذا هو السبب في أن الثنائيات تعمل على مصدر ثابت للكهرباء. عندما يرتفع الجهد ، يتجاوز مؤشر LED في الجهاز معيار السطوع ، مما يؤدي إلى تدمير الرنان. وهكذا ، يفقد الصمام الثنائي قدرته على التسخين ، ويصبح مصباح يدوي عادي.

تتأثر البلورة أيضًا بدرجة الحرارة المحيطة بها ، فعند سقوطها يزداد أداء الليزر بجهد ثابت. إذا تجاوز المعيار القياسي ، يتم تدمير الرنان وفقًا لمبدأ مماثل. بشكل أقل شيوعًا ، يتلف الصمام الثنائي بسبب التغييرات المفاجئة التي تنتج عن التشغيل المتكرر للجهاز وإيقافه خلال فترة قصيرة.

بعد إزالة الكريستال ، من الضروري ضم نهاياته بأسلاك عارية على الفور. هذا ضروري لإنشاء اتصال بين مخرجات الجهد. لهذه المخرجات ، تحتاج إلى لحام مكثف صغير من 0.1 uF مع قطبية سالبة و 100 uF بقطبية موجبة. بعد هذا الإجراء ، يمكنك إزالة أسلاك الجرح. سيساعد هذا في حماية الصمام الثنائي لليزر من الكهرباء الساكنة والكهرباء العابرة.

رجوع إلى الفهرس

تَغذِيَة

قبل إنشاء بطارية للديود ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يجب تشغيلها من 3 فولت وتستهلك ما يصل إلى 200-400 مللي أمبير ، اعتمادًا على سرعة جهاز التسجيل. يجب تجنب توصيل الكريستال بالبطاريات مباشرة لأن هذا ليس مصباحًا بسيطًا. يمكن أن تتدهور حتى تحت تأثير البطاريات العادية. الصمام الثنائي لليزر هو عنصر مستقل ، يتم تشغيله بالكهرباء من خلال المقاوم المنظم.

يمكن تعديل نظام الطاقة بثلاث طرق بدرجات متفاوتة من التعقيد. كل واحد منهم يتضمن إعادة الشحن من مصدر جهد ثابت (بطاريات).

تتضمن الطريقة الأولى تنظيم الكهرباء باستخدام المقاوم. يتم قياس المقاومة الداخلية للجهاز عن طريق الكشف عن الجهد أثناء المرور عبر الصمام الثنائي. بالنسبة لمحركات الأقراص ذات سرعة الكتابة 16X ، ستكون 200 مللي أمبير كافية. مع زيادة هذا المؤشر ، هناك احتمال لإفساد البلورة ، لذلك يجب أن تلتزم بقيمة 300 مللي أمبير كحد أقصى. كمصدر للطاقة ، يوصى باستخدام بطارية هاتف أو بطاريات من النوع AAA.

مزايا نظام الطاقة هذا هي البساطة والموثوقية. من بين أوجه القصور ، يمكن ملاحظة عدم الراحة من إعادة الشحن المنتظم للبطارية من الهاتف وصعوبة وضع البطاريات في الجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب تحديد اللحظة المناسبة لإعادة شحن مصدر الطاقة.

الشكل 4. رقاقة LM-2621.

إذا كنت تستخدم ثلاث بطاريات AA ، فيمكن تجهيز هذه الدائرة بسهولة بمؤشر ليزر صيني الصنع. يظهر التصميم النهائي في الشكل 2 ، مقاومين 1 أوم على التوالي ومكثفتين.

بالنسبة للطريقة الثانية ، يتم استخدام شريحة LM-317. هذه الطريقة في ترتيب نظام إمداد الطاقة أكثر تعقيدًا من سابقتها ؛ فهي أكثر ملاءمة لنوع ثابت من أنظمة الليزر. يعتمد المخطط على تصنيع محرك خاص ، وهو عبارة عن لوحة صغيرة. إنه مصمم للحد من التيار الكهربائي وخلق الطاقة اللازمة.

يوضح الشكل 3 دارة توصيل شريحة LM-317. سيتطلب عناصر مثل المقاوم المتغير 100 أوم ، مقاومات 2 10 أوم ، ديود سلسلة 1H4001 ومكثف 100 ميكرو فاراد.

يحافظ السائق القائم على هذه الدائرة على الطاقة الكهربائية (7 فولت) بغض النظر عن مصدر الطاقة ودرجة الحرارة المحيطة. على الرغم من تعقيد الجهاز ، تعتبر هذه الدائرة أسهل في التجميع في المنزل.

الطريقة الثالثة هي الأكثر قابلية للنقل ، مما يجعلها الطريقة المفضلة للجميع. يوفر الطاقة من بطاريتين AAA ، مما يحافظ على مستوى ثابت من الجهد المطبق على الصمام الثنائي لليزر. يحتفظ النظام بالطاقة حتى عندما تكون البطاريات منخفضة.

عندما يتم تفريغ البطارية تمامًا ، ستتوقف الدائرة عن العمل ، وسيمر جهد صغير عبر الصمام الثنائي ، والذي يتميز بتوهج ضعيف لشعاع الليزر. هذا النوع من إمدادات الطاقة هو الأكثر اقتصادا ، بكفاءة 90٪.

لتنفيذ نظام الطاقة هذا ، ستحتاج إلى شريحة LM-2621 موجودة في حزمة 3 × 3 مم. لذلك ، قد تواجه بعض الصعوبات أثناء لحام الأجزاء. يعتمد الحجم النهائي للوحة على مهاراتك وبراعتك ، حيث يمكن وضع التفاصيل حتى على لوحة مقاس 2 × 2 سم ، واللوحة النهائية موضحة في الشكل 4.

يمكن الحصول على المحرِّض من مصدر طاقة تقليدي لجهاز كمبيوتر سطح المكتب. يتم لف سلك به مقطع عرضي 0.5 مم عليه عدد لفات تصل إلى 15 لفة ، كما هو موضح في الشكل. قطر الخانق من الداخل 2.5 مم.

أي ديود شوتكي بقيمة 3 أ مناسب للوحة ، على سبيل المثال ، 1N5821 و SB360 و SR360 و MBRS340T3. يتم ضبط الطاقة الموردة إلى الصمام الثنائي بواسطة المقاوم. أثناء عملية الضبط ، يوصى بتوصيله بمقاوم متغير 100 أوم. عند فحص الأداء ، من الأفضل استخدام صمام ثنائي ليزر تالف أو غير ضروري. يظل مؤشر الطاقة الحالي كما هو في الرسم التخطيطي السابق.

بعد اختيار الطريقة الأنسب ، يمكنك ترقيتها إذا كانت لديك المهارات اللازمة لذلك. يجب وضع الصمام الثنائي الليزري على مبدد حراري مصغر بحيث لا يسخن عند ارتفاع الجهد. عند الانتهاء من تجميع نظام الطاقة ، يجب أن تهتم بتركيب الزجاج البصري.

الأقسام