ما الذي يمكن عمله بالليزر. نصنع ليزر احتراق قوي من محرك أقراص DVD بأيدينا

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 انبعاث. 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 لليزر (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 متعددةضخ. اعتمادا على المصادر ، هناك طرق مختلفةضخ:
بصري - مصباح فلاش قوي ؛
تصريف الغاز في مادة العمل (وسط نشط) ؛
حقن (نقل) الحاملات الحالية في أشباه الموصلات في المنطقة
انتقالات p-n
الإثارة الإلكترونية (تشعيع الفراغ لأشباه الموصلات النقية بواسطة تيار من الإلكترونات) ؛
حراري (تسخين الغاز مع التبريد السريع اللاحق ؛
مادة كيميائية (استخدام الطاقة تفاعلات كيميائية) وبعض الآخرين.

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 مرارًا وتكرارًا 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 عملية الليزر بوضع Q-switched.
أشعة الليزرهو شعاع ضوئي متماسك ، أحادي اللون ، مستقطب ضيق. 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 بقية 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) موجودة 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 نصيغ 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. يشمل التكوين مذيب عضوي(ميثانول أو إيثانول أو إيثيلين جلايكول) حيث يتم إذابته الأصباغ الكيميائية(الكومارين أو الرودامين). طول العملأمواج الليزر السائليحددها تكوين جزيئات الصبغة المستخدمة.

غازات. خاصه، ثاني أكسيد الكربون، الأرجون ، 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. تُستخدم البلورات التالية بشكل شائع: عقيق الإيتريوم الألومنيوم ، فلوريد الليثيوم الإيتريوم ، الياقوت (أكسيد الألومنيوم) ، و زجاج سيليكات. 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" صدمة كهربائية، مما يسمح باستخدامها 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 إلى المادة الفعالة

يستخدم الليزر التجاويف الضوئية بأنواع مختلفة - مع مرايا مسطحة، كروية ، مجموعات مستوية وكروية ، إلخ. في التجاويف الضوئية التي توفر تغذية راجعة في الليزر ، يمكن فقط إثارة أنواع معينة من التذبذبات حقل كهرومغناطيسي، والتي تسمى التذبذبات الطبيعية أو أنماط الرنان.

تتميز الأنماط بالتردد والشكل ، أي بالتوزيع المكاني للتذبذبات. 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 رنان 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 الأسلوب. 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 المجاورة ؟؟ h ، يكون 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 عند عدة أنواع من التذبذبات ، ما هو الكسب؟ المزيد من الخسائرفي الرنان. لكي يعمل الليزر بتردد واحد (وضع أحادي التردد) ، من الضروري عادةً أخذ تدابير خاصة(على سبيل المثال ، قم بزيادة الخسائر ، كما هو موضح في الشكل 3) أو قم بتغيير المسافة بين المرايا بحيث يدخل وضع واحد فقط في دائرة التضخيم. 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 جزء من الإشعاع المنبعث من هذا الوسيط تدفق مضيئةإعادته إلى الوسيط للانبعاثات المحفزة. إيجابي استجابةيتم تنفيذه بمساعدة الرنانات الضوئية ، والتي في الإصدار الأولي عبارة عن مرآتين متحدتي 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 شبه شفافة ، ينبعث جزء من الإشعاع فيها بيئة خارجية، والجزء ينعكس 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.

مبدأ تشغيل الرنان البصري ، العدد السائد لجسيمات المادة العاملة ، التي تمثلها الدوائر الضوئية ، هي في الحالة الأرضية ، أي عند مستوى الطاقة المنخفض. 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. سوف يقترب الإشعاع الموجه على طول محور الرنان سطح المرآة.

في المرآة الشفافة ، سيمر جزء من الإشعاع من خلالها بيئة، وجزء منه سينعكس ويوجه مرة أخرى إلى مادة العمل ، بما في ذلك الجسيمات في حالة الإثارة في عملية الانبعاث المحفّز.

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

رئيسي العناصر الهيكليةيشتمل الليزر على مادة عاملة ذات مستويات طاقة معينة من الذرات والجزيئات المكونة لها ، ومصدر المضخة الذي يخلق مجموعة عكسية في المادة العاملة ، ومرنان بصري. هناك عدد كبير من أنواع الليزر المختلفة ، لكن جميعها لها نفس الليزر ، علاوة على أنها بسيطة مخطط الرسم البيانيالجهاز الذي يظهر 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 نطاقان: يسمى نطاق 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 ظروف حقيقيةدرجة الحرارة دائما أعلى الصفر المطلق. لكن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى الإثارة الحرارية للإلكترونات ، بعضها يقفز 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 من شريط التوصيل ، وثقوب في 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 بالضوء الذي تتجاوز طاقة الفوتون فيه إلى حد ما فجوة النطاق ، يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من تفاعل الضوء مع مادة ما 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. يكون الانبعاث التلقائي للضوء ممكنًا عندما يعود الإلكترون تلقائيًا 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 عند مستويات عالية جدًا درجات الحرارة المنخفضة، ويؤدي قصف بلورات أشباه الموصلات بواسطة تيار من الإلكترونات إلى تسخينها القوي. 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 المانحين ، 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 ، وتكون هذه الشوائب متقبلًا ، وأشباه الموصلات مع هذه الشوائب هي أشباه الموصلات p. يقع مستوى طاقة ذرات الشوائب داخل فجوة النطاق: بالنسبة لأشباه الموصلات n فهي ليست بعيدة عن الحافة السفلية لنطاق التوصيل ، أما بالنسبة لأشباه الموصلات فهي قريبة 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 p ، ثم تحت الإجراء الحقل الكهربائيالإلكترونات من n-semiconductor والثقوب من n-semiconductor ستتحرك (تحقن) في منطقة تقاطع p-n.

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 طائرة p-p- انتقال. 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 الثالثة السمة المميزةالليزر. اعتمادًا على مصدر الإثارة ، توجد أشعة ليزر ذات 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 كان الإشعاع يتركز 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 أشعة الليزر النبضية 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 الليزرات النبضية بقدرة عالية في نبضة واحدة تصل إلى 10 وات ، في حين أن متوسط ​​قدرة النبضة ، التي تحددها الصيغ المقابلة ، منخفضة 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) ؛

منخفضة الطاقة (قوة إشعاع كثافة التدفق - أقل من 0.4 وات / سم 2).

لينة (التعرض للطاقة الناتجة - 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).

وفقا لل " المعايير الصحيةوقواعد تصميم وتشغيل الليزرات رقم 5804-91 "، حسب درجة خطورة الإشعاع المتولد على العاملين ، تنقسم أشعة الليزر إلى أربع فئات.

ليزر من الدرجة الأولى الأجهزة التقنية، لا يشكل الناتج المتوازى (الموجود في زاوية صلبة محدودة) خطرًا عند تعرضه للإشعاع لعيون وجلد الشخص.

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

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

ليزر الفئة 4 عبارة عن أجهزة يكون إشعاع ناتجها خطيرًا عندما يتعرض الجلد لإشعاع منعكس بشكل منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس بشكل منتشر.

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 بالعيون 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).

لجعلها قوية ليزر محلي الصنع، من الضروري 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. والحقيقة هي أن عدم تشغيل محرك الأقراص نادرًا ما يرتبط بفشل الصمام الثنائي لليزر. وجود محرك أقراص معطل متاح ، يمكنك الحصول عليه دون أي تكلفة إضافية العنصر المطلوب. 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 المضغوطة ، والشعاع غير مرئي تقريبًا وغير قادر على حرق الأشياء. أكثر من ليزر قويمناسبة للحرق ومصممة بنفس الطول الموجي. ويعتبر من أخطر أنواعه ، حيث يبعث شعاع في الطيف غير المرئي للعين.

تم تجهيز محرك أقراص DVD-ROM بصمامين ثنائيين ليزر ضعيفين ، والتي لا تحتوي 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 ، و جهاز العملتكلفتها باهظة.

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 السرعة تسجيل DVDمحرك الأقراص ، كلما تم تثبيت الصمام الثنائي لليزر فيه.

محرك التفكيك

مع وجود محرك الأقراص أمامهم ، فإن أول ما يجب فعله هو إزالة الغطاء العلوي عن طريق فك 4 مسامير. ثم تتم إزالة الآلية المتحركة الموجودة في المركز والمتصلة بها لوحة الدوائر المطبوعةحلقة مرنة. الهدف التالي هو صمام ثنائي ليزر مضغوط بشكل موثوق في مشعاع مصنوع من الألومنيوم أو سبيكة دورالومين. قبل تفكيكه ، يوصى بتوفير الحماية ضد الكهرباء الساكنة. للقيام بذلك ، يتم لحام خيوط الصمام الثنائي بالليزر أو لفها 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 مشكوك فيها ، لأن الجهد الكهربائي للبطارية أو البطارية يختلف تبعًا لمستوى الشحن. وفقًا لذلك ، فإن التيار المتدفق عبر الصمام الثنائي الباعث لليزر سوف ينحرف 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 العالمية 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 من LM317 هي دائرة كهربائية محلية 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 المقنن (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 أن جمعت الاسلاك الرسم البياني، يمكنك عمل تضمين أولي ، وكدليل على أداء 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 التثبيت الثابتعلى ال التيارات العالية وقت طويل، فمن الضروري توفير التبريد السلبي. الآن ، لتحقيق الهدف ، لم يتبق سوى القليل: 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. الخيار المثاليلهذا الغرض ، ستكون هناك 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 الإلكتروني ، يمكنك شراء موازاة جاهزة ، مصممة خصيصًا لتركيب وضبط الليزر. سيكون جسمه بمثابة المبرد. معرفة حجم الكل الأجزاء المكونةالأجهزة ، يمكنك شراء مصباح يدوي LED رخيص 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. انظر إلى شعاع الليزر من الجانب بدونه اجهزةحمايةيسمح فقط لفترة قصيرة. في خلاف ذلكقد يكون هناك ألم في العين.

اقرأ أيضا

ستناقش هذه المقالة كيفية صنع ليزر قوي من مشغل اسطوانات فيديو رقمية. لكن أولاً ، القليل من النظرية.

ما هو الليزر؟

الليزر هو مصدر للضوء بخصائص تختلف بشكل حاد عن جميع المصادر الأخرى (المصابيح المتوهجة ومصابيح الفلورسنت واللهب والأضواء الطبيعية وما إلى ذلك). شعاع الليزر له عدد من الخصائص الرائعة. ينتشر عبر مسافات طويلة وله اتجاه مستقيم مستقيم. يتحرك الشعاع في شعاع ضيق للغاية مع درجة صغيرة من التباعد (يصل إلى القمر بتركيز مئات الأمتار). يحتوي شعاع الليزر على حرارة كبيرة ويمكنه إحداث ثقب في أي مادة. شدة ضوء الشعاع أكبر من شدة أقوى مصادر الضوء.

الآن دعنا نبدأ في الممارسة. لتجميع الليزر ، نحتاج إلى:

1. لحام الحديد والأدوات الأخرى
2. الكاتب DVD أو محرك الأقراص المضغوطة. (مع DVD سيكون هناك المزيد من الطاقة)

لتحديد الموقد أم لا ، تحتاج إلى إلقاء نظرة على اسمه ، الموجود على الغلاف العلوي ، على الملصق. إذا كان مكتوبًا على DVD-RW أو CD-RW ، فهذا يعني أن لديك محرك أقراص للنسخ ؛ أما إذا كان مكتوبًا على DVD-R أو CD-R ، فهذا يعني أن محرك الأقراص للقراءة فقط.

نقوم بتفكيك محرك الأقراص بعناية ونجد فيه ما نحتاج إليه ، وهو رأس الليزر. إنه على عربة متحركة. مميزة باللون الأحمر في الصورة.

للحصول على رأس الليزر ، نحتاج إلى إزالة الحامل. للقيام بذلك ، قم بفك المسمارين اللذين تم تمييزهما بأسهم في الصورة.

بعد إزالة الحامل ، تحتاج إلى لحام الأرجل معًا عند رأس الليزر حتى لا تحترق من الكهرباء الساكنة. قصرتهم بقطعة من الأسلاك النحاسية الرقيقة.

مخطط اتصال LD

لا يمكن توصيل باعث الليزر مباشرة بمصدر الطاقة ، لأنه يحتاج إلى تيار ثابت ثابت. للقيام بذلك ، سنقوم بتجميع دائرة صغيرة على المثبت LM317. ها هو المخطط نفسه:

يمكن استخدام المقاومة في الممرات من 6.2 إلى 6.8 أوم. ليس من المرغوب فيه تزويد رأس الليزر بتيار يزيد عن 250 مللي أمبير ، لذلك إذا قمت بتطبيق مقاومة في هذا النطاق ، فستكون بخير. إذا لم تتمكن من العثور على المقاومة الصحيحة ، فاستخدم عدة مقاومات متصلة على التوالي أو على التوازي. يتم توصيل الخرج السالب لليزر مباشرة بسالب مصدر الطاقة ، والإخراج الموجب من خلال هذه الدائرة. تبلغ قوة الصمام الثنائي لليزر 260-270 مللي فولت ، أي أنه من المستحسن استخدام مبرد إضافي.

جهد الإمداد 3.7 فولت ، على سبيل المثال ، يمكن تشغيله بواسطة بطارية ليثيوم من الهاتف.

الآن إذا قمت بتشغيل الدائرة ، فسترى أن الصمام الثنائي لليزر يضيء مثل مصباح LED عادي. يجب أن تكون مركزة. للقيام بذلك ، دعنا نعود إلى ما تبقى من محرك الأقراص. نحن بحاجة لإزالة العدسة.

أيضًا ، إذا كان لديك مؤشر ليزر صيني ، فيمكنك أخذ البصريات منه. هذا بالضبط ما فعلته. هذا ما حدث في النهاية.

عقد كل واحد منا مؤشر الليزر. على الرغم من التصميم الزخرفي للتطبيق ، إلا أنه يحتوي على ليزر حقيقي ، تم تجميعه على أساس الصمام الثنائي شبه الموصّل. يتم تثبيت نفس العناصر على مستويات الليزرو .

المنتج التالي الشهير المستند إلى أشباه الموصلات هو ناسخ أقراص DVD للكمبيوتر الخاص بك. يحتوي على صمام ثنائي ليزر أقوى مع قدرة تدميرية حرارية.

يتيح لك ذلك نسخ طبقة قرص ، ووضع مسارات بها معلومات رقمية.

كيف يعمل ليزر أشباه الموصلات؟

الأجهزة هذا النوعغير مكلف للتصنيع ، التصميم ضخم للغاية. يعتمد مبدأ ثنائيات الليزر (أشباه الموصلات) على الاستخدام الكلاسيكية p-nانتقال. يعمل هذا الانتقال ، كما هو الحال في المصابيح التقليدية.

الاختلاف في تنظيم الإشعاع: تنبعث مصابيح LED "تلقائيًا" ، وثنائيات الليزر "قسرية".

يتم تنفيذ المبدأ العام لتشكيل ما يسمى بـ "مجتمع" الإشعاع الكمي بدون مرايا. يتم شق حواف البلورة ميكانيكيًا ، مما يوفر تأثير الانكسار في النهايات ، مثل سطح المرآة.

للحصول على أنواع مختلفةالإشعاع ، يمكن استخدام "ارتباط متجانس" ، عندما تكون كلتا أشباه الموصلات متماثلة ، أو "غير متجانسة" ، مع مواد مختلفةانتقال.


يعد الصمام الثنائي الليزري نفسه مكونًا لاسلكيًا ميسور التكلفة. يمكنك شرائه من المتاجر التي تبيع مكونات الراديو ، أو يمكنك إزالته من محرك أقراص DVD-R (DVD-RW) قديم.

مهم! حتى الليزر البسيط المستخدم في مؤشرات الضوء يمكن أن يلحق أضرارًا خطيرة بشبكية العين.

أكثر منشآت قوية، مع شعاع مشتعل ، يمكن أن يسبب العمى أو يسبب الحروق جلد. لذلك ، عند العمل مع هذه الأجهزة ، كن حذرًا للغاية.

مع وجود مثل هذا الصمام الثنائي تحت تصرفك ، يمكنك بسهولة صنع ليزر قوي بيديك. في الواقع ، قد يكون المنتج مجانيًا تمامًا ، أو سيكلفك أموالًا سخيفة.

افعل ذلك بنفسك ليزر من محرك أقراص DVD

أولاً ، تحتاج إلى الحصول على محرك الأقراص نفسه. يمكن إزالته من جهاز كمبيوتر قديم أو شراؤه من سوق للسلع الرخيصة والمستعملة مقابل تكلفة رمزية.

قاطع الليزر اليدوي مفيد في كل منزل.

بالطبع، جهاز محلي الصنعلن تكون قادرة على اكتساب القوة الكبيرة التي تتمتع بها أجهزة الإنتاج ، ولكن لا يزال من الممكن الحصول على بعض الفوائد في الحياة اليومية منها.

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو صنعه قاطع ليزرييمكنك استخدام العناصر القديمة غير الضرورية.

على سبيل المثال ، اصنع بنفسك جهاز الليزرالسماح باستخدام مؤشر ليزر قديم.

لكي تتقدم عملية إنشاء القاطع في أسرع وقت ممكن ، من الضروري تحضير العناصر والأدوات التالية:

• مؤشر نوع الليزر
• مصباح يدوي قابل لإعادة الشحن
• كاتب أقراص CD / DVD-RW قديم ، ربما معطل - ستحتاج إلى محرك أقراص به ليزر ؛
• لحام الحديد ومجموعة من المفكات.

تبدأ عملية صنع القاطع بيديك بتفكيك محرك الأقراص ، من حيث تحتاج إلى الحصول على الجهاز.

يجب أن يتم الاستخراج بعناية قدر الإمكان ، بينما يجب عليك التحلي بالصبر والحذر. يحتوي الجهاز على العديد من الأسلاك المختلفة بنفس الهيكل تقريبًا.

عند اختيار محرك أقراص DVD ، يجب أن تفكر في أنه كاتب ، حيث يتيح لك هذا الخيار إجراء تسجيلات باستخدام الليزر.

يتم التسجيل عن طريق تبخير طبقة معدنية رقيقة من القرص.

في عملية القراءة ، يعمل الليزر بنصف قدرته التقنية ، ويضيء القرص بشكل خفيف.

في عملية تفكيك القفل العلوي ، تسقط العين على العربة بواسطة الليزر ، والذي يمكن أن يتحرك في عدة اتجاهات.

يجب إزالة حامل الخراطيش بعناية ، وإزالة الموصلات والبراغي بعناية.

ثم يمكنك الانتقال إلى إزالة الصمام الثنائي الأحمر ، بسبب حرق القرص - يمكن القيام بذلك بسهولة بيديك باستخدام مكواة لحام كهربائية. لا ينبغي اهتزاز العنصر المستخرج ، ناهيك عن إسقاطه.

بعد أن يكون الجزء الرئيسي من القاطع المستقبلي على السطح ، فأنت بحاجة إلى وضع خطة مدروسة بعناية لتجميع قاطع الليزر.

في الوقت نفسه ، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار النقاط التالية: أفضل طريقة لوضع الصمام الثنائي ، وكيفية توصيله بمصدر طاقة ، لأن الصمام الثنائي لجهاز الكتابة يتطلب كهرباء أكثر من العنصر الرئيسي في المؤشر.

يمكن حل هذه المشكلة بعدة طرق.

لكى يفعل القاطع اليدويمع أكثر أو أقل قوة عالية، تحتاج إلى الحصول على الصمام الثنائي في المؤشر ، ثم تغييره إلى العنصر الذي تمت إزالته من محرك أقراص DVD.

لذلك ، يتم تفكيك مؤشر الليزر بعناية مثل محرك ناسخ أقراص DVD.

الكائن غير مجدول ، ثم ينقسم جسمه إلى نصفين. على الفور على السطح يمكنك رؤية الجزء الذي يجب استبداله بيديك.

للقيام بذلك ، تتم إزالة الصمام الثنائي الأصلي من المؤشر واستبداله بعناية بواحد أقوى ، هو إبزيم آمنيمكن أن يتم باستخدام الغراء.

قد لا يكون من الممكن إزالة عنصر الصمام الثنائي القديم على الفور ، لذا يمكنك التقاطه بعناية بطرف السكين ، ثم هز جسم المؤشر برفق.

في المرحلة التالية من تصنيع آلة القطع بالليزر ، تحتاج إلى تقديم حالة لها.

مصباح يدوي مفيد لهذا الغرض. بطاريات قابلة للشحنمما يسمح للقاطع بالليزر بتلقي الطاقة الكهربائية والحصول على المظهر الجمالي وسهولة الاستخدام.

للقيام بذلك ، من الضروري إدخال جزء علوي معدّل من المؤشر السابق في جسم المصباح بيديك.

ثم تحتاج إلى توصيل الشحن بالصمام الثنائي باستخدام المصباح الموجود في المصباح اليدوي. البطارية. من المهم جدًا تحديد القطبية بدقة أثناء عملية الاتصال.

قبل تجميع المصباح اليدوي ، من الضروري إزالة الزجاج والعناصر الأخرى غير الضرورية من المؤشر ، والتي يمكن أن تتداخل مع شعاع الليزر.

في المرحلة النهائية ، يتم تحضير قاطع الليزر للاستخدام.

لراحة صناعة شخصيةيجب مراعاة جميع مراحل العمل على الجهاز بدقة.

تحقيقًا لهذه الغاية ، من الضروري التحقق من موثوقية تثبيت جميع العناصر المضمنة ، والقطبية الصحيحة والتساوي لتركيب الليزر.

لذلك ، إذا تمت مراعاة جميع شروط التجميع الموضحة أعلاه في المقالة تمامًا ، فإن القاطع جاهز للاستخدام.

ولكن نظرًا لأن الجهاز المحمول يدويًا يتمتع بطاقة منخفضة ، فمن غير المرجح أن يخرج منه قاطع ليزر كامل للمعدن.

ما يمكن أن يفعله القاطع بشكل مثالي هو عمل ثقوب في الورق أو الغلاف البلاستيكي.

لكن من المستحيل توجيه جهاز ليزر صنعه المرء إلى شخص ما ، هنا ستكون قوته كافية للإضرار بصحة الجسم.

كيف يمكنني تضخيم ليزر محلي الصنع؟

لجعل قاطع الليزر أكثر قوة للأعمال المعدنية بيديك ، تحتاج إلى استخدام الأجهزة من القائمة التالية:

• محرك أقراص DVD-RW ، لا يهم ما إذا كان يعمل أم لا ؛
• 100 pF و mF - المكثفات ؛
• 2-5 أوم المقاوم ؛
• 3 قطع. بطاريات قابلة للشحن
• لحام الحديد والأسلاك.
• ميزاء.
• فانوس فولاذي على عناصر LED.

يتم تجميع قاطع الليزر للعمل اليدوي وفقًا للمخطط التالي.

باستخدام هذه الأجهزة ، يتم تجميع السائق ، وبعد ذلك ، من خلال اللوحة ، سيكون قادرًا على توفير طاقة معينة لقاطع الليزر.

في هذه الحالة ، لا ينبغي بأي حال من الأحوال توصيل مصدر الطاقة مباشرة بالديود ، لأن الصمام الثنائي سوف يحترق. تحتاج أيضًا إلى مراعاة أن الصمام الثنائي لا ينبغي أن يعمل بالجهد ، ولكن بالتيار.

يتم استخدام الجسم المجهز بعدسة بصرية كموازاة ، والتي تتراكم بسببها الأشعة.

يسهل العثور على هذا الجزء في متجر خاص ، الشيء الرئيسي هو أنه يحتوي على أخدود لتثبيت الصمام الثنائي لليزر. سعر هذا الجهاز صغير ، حوالي 3-7 دولارات.

بالمناسبة ، يتم تجميع الليزر بنفس طريقة نموذج القاطع الذي تمت مناقشته أعلاه.

يمكن أيضًا استخدام السلك كمنتج مضاد للكهرباء الساكنة ، حيث يتم لف الصمام الثنائي حوله. بعد ذلك ، يمكنك المتابعة إلى تخطيط جهاز السائق.

قبل الشروع في الإكمال التجميع اليدويقاطع الليزر ، تحتاج إلى التحقق من أداء السائق.

يتم قياس شدة التيار باستخدام مقياس متعدد ، لذلك يأخذون الصمام الثنائي المتبقي ويأخذون القياسات بأيديهم.

مع الأخذ في الاعتبار سرعة التيار ، حدد قوتها لقاطع الليزر. على سبيل المثال ، في بعض إصدارات أجهزة الليزر ، يمكن أن تكون القوة الحالية 300-350 مللي أمبير.

بالنسبة للطرز الأخرى الأكثر كثافة ، تبلغ 500 مللي أمبير ، بشرط استخدام جهاز سائق آخر.

لجعل الليزر المصنوع منزليًا يبدو أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية وملاءمة للاستخدام ، فإنه يحتاج إلى علبة يمكن استخدامها كمصباح يدوي فولاذي يعمل على مصابيح LED.

كقاعدة عامة ، يتم منح الجهاز المذكور حجم مضغوطمن شأنها أن تناسب جيبك. ولكن لتجنب تلوث العدسة ، تحتاج إلى شراء أو خياطة حقيبة بيديك مسبقًا.

ميزات إنتاج قواطع الليزر

لا يستطيع الجميع تحمل سعر آلة القطع بالليزر من نوع الإنتاج للمعادن.

تستخدم هذه المعدات لمعالجة وقطع المواد المعدنية.

يعتمد مبدأ تشغيل قاطع الليزر على توليد إشعاع قوي بواسطة أداة ، تتمتع بخاصية تبخير أو تفجير طبقة معدنية منصهرة.

هذه تكنولوجيا الإنتاج ، عند العمل مع أنواع مختلفةالمعدن قادر على توفيره جودة عاليةيقطع.

يعتمد عمق معالجة المواد على نوع آلة الليزر وخصائص المواد المعالجة.

اليوم ، يتم استخدام ثلاثة أنواع من الليزر: الحالة الصلبة والألياف والغاز.

يعتمد جهاز بواعث الحالة الصلبة على استخدام أنواع معينة من الزجاج أو البلورات كوسيط عمل.

هنا ، على سبيل المثال ، يمكن الاستشهاد بالمنشآت منخفضة التكلفة التي تعمل باستخدام ليزر أشباه الموصلات.

الألياف - وظائفها المتوسطة النشطة من خلال استخدام الألياف الضوئية.

هذا النوع من الأجهزة هو تعديل لبواعث الحالة الصلبة ، ولكن وفقًا للخبراء ، فإن ليزر الألياف يحل محل نظائره في مجال تشغيل المعادن بنجاح.

حيث الألياف البصريةهي أساس ليس فقط القاطع ، ولكن أيضًا آلة النقش.

غاز - بيئة العمليجمع جهاز الليزر بين غازات ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم.

نظرًا لأن كفاءة البواعث قيد الدراسة لا تزيد عن 20٪ ، يتم استخدامها لقطع ولحام البوليمر والمطاط و مواد زجاجيةوكذلك المعادن ذات التوصيل الحراري العالي.

هنا ، على سبيل المثال ، يمكنك أن تأخذ قاطعة معدنية من صنع Hans ، فإن استخدام جهاز الليزر يسمح لك بقطع النحاس والنحاس الأصفر والألمنيوم ، وفي هذه الحالة ، فإن الحد الأدنى من الطاقة للآلات لا يتفوق إلا على نظيراتها.

محرك مخطط التشغيل

يمكن تشغيل ليزر سطح المكتب فقط من محرك الأقراص ، نوع معينالجهاز عبارة عن آلة بوابة وحدة التحكم.

يمكن لوحدة الليزر أن تتحرك على طول قضبان التوجيه للجهاز رأسياً وأفقياً.

كبديل لجهاز البوابة ، تم صنع نموذج مسطح للآلية ، يتحرك القاطع أفقيًا فقط.

آخر الخيارات الموجودةتمتلك ماكينات الليزر سطح مكتب مزود بآلية قيادة ومجهزة بإمكانية التحرك في طائرات مختلفة.

على ال هذه اللحظةهناك خياران للتحكم في آلية القيادة.

الأول يوفر حركة قطعة العمل بسبب تشغيل محرك الطاولة ، أو يتم تنفيذ حركة القاطع بسبب تشغيل الليزر.

يتضمن الخيار الثاني الحركة المتزامنة للطاولة والقاطع.

في الوقت نفسه ، يعتبر نموذج الإدارة الأول أبسط بكثير مقارنة بالخيار الثاني. لكن النموذج الثاني لا يزال يتميز بالأداء العالي.

عام المواصفات الفنيةالحالات المدروسة هي الحاجة إلى إدخال وحدة CNC في الجهاز ، ولكن بعد ذلك سيصبح سعر تجميع جهاز للعمل اليدوي أعلى.