Cum să faci un laser cu propriile mâini acasă: sfaturi. Ce puteți face un tăietor cu laser pentru metal Faceți un laser acasă

Acasă

Statii de pompare

Realizarea unui laser puternic de ardere cu propriile mâini este o sarcină simplă, cu toate acestea, pe lângă capacitatea de a utiliza un fier de lipit, va fi necesară îngrijirea și acuratețea abordării. Trebuie remarcat imediat că aici nu sunt necesare cunoștințe profunde de inginerie electrică și puteți face un dispozitiv chiar și acasă. Principalul lucru în timpul lucrului este respectarea măsurilor de siguranță, deoarece expunerea la un fascicul laser dăunează ochilor și pielii.

Laserul este o jucărie periculoasă care poate fi dăunătoare sănătății dacă este folosită cu neatenție. Nu îndreptați laserul spre oameni sau animale!

Ce va fi necesar?

Orice laser poate fi împărțit în mai multe componente:

emițător de flux luminos;
optica;
alimentare electrică;
stabilizator de putere curent (driver).

Pentru a realiza un laser puternic de casă, va trebui să luați în considerare toate aceste componente separat. Cel mai practic și ușor de asamblat este un laser bazat pe o diodă laser și îl vom lua în considerare în acest articol.

De unde pot obține o diodă pentru un laser?

Corpul de lucru al oricărui laser este o diodă laser. Îl puteți cumpăra de la aproape orice magazin de radio sau îl puteți obține de pe o unitate CD care nu funcționează. Faptul este că inoperabilitatea unității este rareori asociată cu defecțiunea diodei laser. Având la dispoziție o unitate spartă, puteți obține elementul dorit fără costuri suplimentare. Dar trebuie să țineți cont de faptul că tipul și proprietățile sale depind de modificarea unității.

Cel mai slab laser care funcționează în domeniul infraroșu este instalat în unitățile CD-ROM. Puterea sa este suficientă doar pentru a citi CD-uri, iar fasciculul este aproape invizibil și nu este capabil să ardă prin obiecte. CD-RW are o diodă laser mai puternică, potrivită pentru ardere și evaluată pentru aceeași lungime de undă. Este considerată cea mai periculoasă, deoarece emite un fascicul în spectru invizibil pentru ochi.

Unitatea DVD-ROM este echipată cu două diode laser slabe, care au suficientă energie doar pentru a citi CD-uri și DVD-uri. Inscriptorul DVD-RW are un laser roșu de mare putere. Fasciculul său este vizibil în orice lumină și poate aprinde cu ușurință unele obiecte.

BD-ROM-ul are un laser violet sau albastru, care este similar ca parametri cu omologul DVD-ROM. De la scriitoarele BD-RE puteți obține cea mai puternică diodă laser cu un fascicul frumos violet sau albastru care poate arde. Cu toate acestea, este destul de dificil să găsești o astfel de unitate pentru dezasamblare, iar un dispozitiv de lucru este scump.

Cea mai potrivită este o diodă laser luată de pe un inscriptor de discuri DVD-RW. Diodele laser de cea mai înaltă calitate sunt instalate în unitățile LG, Sony și Samsung.

Cu cât viteza de scriere a unei unități DVD este mai mare, cu atât este mai puternică dioda laser instalată în ea.

Demontarea unității

Cu unitatea în fața lor, primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să îndepărtați capacul superior prin deșurubarea a 4 șuruburi. Apoi este îndepărtat mecanismul mobil, care este situat în centru și este conectat la placa de circuit imprimat cu un cablu flexibil. Următoarea țintă este o diodă laser presată în mod fiabil într-un radiator din aluminiu sau aliaj de duraluminiu. Înainte de a-l demonta, se recomandă asigurarea protecției împotriva electricității statice. Pentru a face acest lucru, cablurile diodei laser sunt lipite sau înfășurate cu un fir subțire de cupru.

În plus, sunt posibile două opțiuni. Primul implică funcționarea laserului finit sub forma unei instalații staționare împreună cu un radiator standard. A doua opțiune este asamblarea dispozitivului în corpul unei lanterne portabile sau al unui indicator laser. În acest caz, va trebui să aplicați forță pentru a mușca sau tăia radiatorul fără a deteriora elementul radiant.

Conducător auto

Alimentarea laserului trebuie luată în mod responsabil. Ca și în cazul LED-urilor, aceasta trebuie să fie o sursă de curent constant. Există multe circuite pe Internet care sunt alimentate de o baterie sau baterie printr-un rezistor de limitare. Suficiența unei astfel de soluții este îndoielnică, deoarece tensiunea bateriei sau bateriei variază în funcție de nivelul de încărcare. În consecință, curentul care curge prin dioda emițătoare laser se va abate foarte mult de la valoarea nominală. Ca urmare, dispozitivul nu va funcționa eficient la curenți scăzuti, iar la curenți mari va duce la o scădere rapidă a intensității radiației sale.

Cea mai bună opțiune este să utilizați cel mai simplu stabilizator de curent construit pe bază. Acest microcircuit aparține categoriei de stabilizatori universali integrati cu capacitatea de a seta independent curentul și tensiunea la ieșire. Microcircuitul funcționează într-o gamă largă de tensiuni de intrare: de la 3 la 40 volți.

Un analog al LM317 este cipul intern KR142EN12.

Pentru primul experiment de laborator, schema de mai jos este potrivită. Calculul singurului rezistor din circuit se efectuează după formula: R = I / 1,25, unde I este curentul laser nominal (valoarea de referință).

Uneori, la ieșirea stabilizatorului, în paralel cu dioda sunt instalate un condensator polar de 2200 uFx16 V și un condensator nepolar de 0,1 uF. Participarea lor este justificată în cazul alimentării cu tensiune la intrare de la o sursă de alimentare staționară, care poate lipsi o componentă variabilă nesemnificativă și zgomot de impuls. Unul dintre aceste circuite, conceput pentru a fi alimentat de o baterie Krona sau de o baterie mică, este prezentat mai jos.

Diagrama arată valoarea aproximativă a rezistenței R1. Pentru calculul său exact, trebuie să utilizați formula de mai sus.

După ce ați asamblat circuitul electric, puteți face o includere preliminară și, ca dovadă a funcționalității circuitului, puteți observa lumina împrăștiată roșu strălucitor a diodei emițătoare. După măsurarea curentului real și a temperaturii carcasei, merită să ne gândim la necesitatea instalării unui radiator. Dacă laserul urmează să fie utilizat într-o instalație staționară la curenți mari pentru o perioadă lungă de timp, atunci trebuie asigurată răcirea pasivă. Acum, pentru a atinge obiectivul, a mai rămas foarte puțin: să te concentrezi și să obții un fascicul îngust de mare putere.

Optica

În termeni științifici, este timpul să construim un colimator simplu, un dispozitiv pentru obținerea de fascicule de fascicule de lumină paralele. O opțiune ideală în acest scop ar fi un obiectiv standard luat din unitate. Cu ajutorul lui, puteți obține un fascicul laser destul de subțire, cu un diametru de aproximativ 1 mm. Cantitatea de energie a unui astfel de fascicul este suficientă pentru a arde prin hârtie, țesătură și carton în câteva secunde, pentru a topi plasticul și a arde lemnul. Dacă focalizați un fascicul mai subțire, atunci acest laser poate tăia placaj și plexiglas. Dar este destul de dificil să reglați și să fixați în siguranță lentila de pe unitate din cauza distanței focale mici.

Este mult mai ușor să construiești un colimator bazat pe un pointer laser. In plus, in carcasa acestuia pot fi puse un driver si o baterie mica. Ieșirea va fi un fascicul cu un diametru de aproximativ 1,5 mm cu un efect de ardere mai mic. Pe vreme de ceață sau cu ninsori abundente, se pot observa efecte incredibile de iluminare prin direcționarea fluxului de lumină către cer.

Prin magazinul online puteti achizitiona un colimator gata facut, special conceput pentru montarea si reglarea laserului. Corpul său va servi drept radiator. Cunoscând dimensiunile tuturor componentelor dispozitivului, puteți cumpăra o lanternă LED ieftină și puteți folosi corpul acesteia.

În concluzie, aș dori să adaug câteva fraze despre pericolele radiațiilor laser. În primul rând, nu îndreptați niciodată raza laser în ochii oamenilor sau animalelor. Acest lucru duce la deficiențe vizuale severe. În al doilea rând, purtați ochelari verzi în timp ce experimentați cu laserul roșu. Ele împiedică trecerea majorității componentei roșii a spectrului. Cantitatea de lumină care trece prin ochelari depinde de lungimea de undă a radiației. Privirea fasciculului laser din lateral fără echipament de protecție este permisă doar pentru o perioadă scurtă de timp. În caz contrar, poate apărea durere în ochi.

Citeste si

Uneori poți face ceva cu adevărat incredibil și util din lucruri inutile stocate acasă. Aveți o unitate DVD-RW (gravator) veche întinsă acasă? Vă vom arăta cum să faceți un laser puternic acasă împrumutând elemente din acesta.

Siguranță

Aparatul cu care ajungem nu este o jucărie inofensivă! Înainte de a face un laser, ai grijă de siguranța ta: lovirea fasciculului în ochi este dăunătoare retinei, mai ales dacă invenția este puternică. Prin urmare, vă sfătuim să efectuați toate lucrările în ochelari speciali de protecție care vă vor salva vederea dacă ceva nu merge bine și îndreptați accidental fasciculul laser în ochi sau către un prieten.

Când utilizați laserul în viitor, rețineți aceste măsuri de siguranță simple:

Nu îndreptați raza laser către obiecte inflamabile sau explozive.
Nu străluciți pe suprafețele reflectorizante (ochelari, oglinzi).
Chiar și un fascicul laser tras de la o distanță de până la 100 m reprezintă un pericol pentru retina umană și animală.

Lucrul cu modulul laser

Principalul lucru de care avem nevoie este un arzător. Rețineți că cu cât viteza de scriere este mai mare, cu atât va fi mai puternic laserul nostru DVD. Este de la sine înțeles că după îndepărtarea modulului laser, echipamentul va deveni inoperant, așa că dezasamblați doar un astfel de dispozitiv de care nu mai aveți nevoie.

Și acum începem:

Prima parte a muncii noastre s-a încheiat. Să trecem la următorul pas important.

Asamblarea circuitului dispozitivului

Avem nevoie de un circuit pentru a controla puterea dispozitivului nostru. În caz contrar, pur și simplu se va arde la prima utilizare. Veți vedea desenul laserului de mai jos.

Pentru dispozitivul nostru, montarea suspendată este destul de potrivită. Și acum să trecem la furnizarea energiei unui laser de tip „do-it-yourself”.

Alimentarea dispozitivului

Vom avea nevoie de minim 3,7 V. Bateriile vechi de la telefoanele mobile, bateriile penlight ne pot asigura. Este necesar doar să le conectați în paralel între ele. Pentru a verifica funcționarea dispozitivului sau a unui indicator laser staționar, este potrivită o sursă de stabilizare.

În această etapă, puteți testa deja funcționarea dispozitivului. Îndreptați-l spre perete, podea și porniți alimentarea. Ar trebui să vedeți o grămadă de culoare roșiatică strălucitoare. În întuneric, arată ca o lanternă puternică cu infraroșu.

Puteți vedea că în timp ce strălucirea este departe de laser: fasciculul este prea larg; el cere să fie concentrat. Aceasta este ceea ce vom face în continuare.

Lentila pentru focalizarea fasciculului laser

Pentru a regla distanța focală, vă puteți descurca cu un obiectiv împrumutat de la aceeași unitate DVD-RW.

Acum reconectați alimentarea la dispozitiv, îndreptându-i lumina către orice suprafață prin acest obiectiv. S-a întâmplat? Apoi trecem la etapa finală a lucrării - plasarea tuturor elementelor într-o carcasă rigidă.

Fabricarea carcasei

Mulți, sfătuind cum se face un laser, spun că cel mai simplu mod este să plasați modulul într-o carcasă de la o lanternă mică sau un indicator laser chinezesc. Unde, apropo, există deja o lentilă. Dar să analizăm situația, dacă nici una, nici alta nu era la îndemână.

Opțional - plasați elementele într-un profil de aluminiu. Se taie usor cu ferastraul, modelat cu cleste. Puteți adăuga, de asemenea, o baterie cu degetul mic aici. Cum să faceți acest lucru, fotografia de mai jos vă va ghida.

Asigurați-vă că izolați toate contactele. Următorul pas este fixarea lentilei în carcasă. Cel mai ușor este să-l montezi pe plastilină - astfel încât să poți regla cea mai reușită poziție. În unele cazuri, se obține un efect mai bun dacă întoarceți lentila spre dioda laser cu partea convexă.

Porniți laserul și reglați claritatea fasciculului. Odată ce sunteți mulțumit de rezultate, blocați lentila în carcasă. Apoi închideți-l complet, de exemplu, înfășurându-l strâns cu bandă electrică.

Cum se face un laser: o modalitate alternativă

Vă vom oferi un alt mod, oarecum diferit, de a face un laser puternic de casă. Veți avea nevoie de următoarele:

Unitate DVD-RW cu o viteză de înregistrare de 16x sau mai mult.
Baterii cu trei degete.
Condensatoare 100 mF și 100 pF.
Rezistor de la 2 la 5 ohmi.
Fire.
Ciocan de lipit.
Indicator laser (sau orice alt colimator - acesta este numele modulului cu o lentilă).
Lanterna LED din otel.

Acum să vedem cum să facem un laser folosind această metodă:

Scoateți modulul laser situat în căruciorul dispozitivului din unitate în modul descris deja. Nu uitați să-l protejați de electricitatea statică prin înfășurarea ieșirilor cu sârmă subțire sau purtând o curea de mână antistatică.
Conform schemei de mai sus, lipiți șoferul - placa care va aduce produsul nostru de casă la puterea dorită. Acordați mare atenție polarității pentru a nu deteriora dioda laser sensibilă.
În acest pas, vom testa performanța driverului nou construit. Dacă modulul laser este de la un model cu o viteză de 16x, atunci un curent de 300-350 mA este suficient pentru acesta. Dacă este mai mare (până la 22x), atunci opriți-vă la 500mA.
După ce ați verificat că șoferul este potrivit, acesta trebuie pus în carcasă. Poate fi fie o bază de la un pointer laser chinezesc cu o lentilă deja montată, fie o carcasă mai potrivită de la o lanternă LED.

Testare cu laser

Și iată pentru ce v-a interesat cum să faceți un laser. Să trecem la testarea practică a dispozitivului. În niciun caz nu o faceți acasă - doar pe stradă, departe de foc și obiecte explozive, clădiri, lemne moarte, mormane de gunoi etc. Pentru experimente avem nevoie de hârtie, plastic, aceeași bandă electrică, placaj.

Asadar, hai sa incepem:

Pune o foaie de hârtie pe asfalt, piatră, cărămidă. Îndreptați spre el un fascicul laser deja bine focalizat. Veți vedea că după un timp frunza va începe să fumeze și apoi se va aprinde complet.
Acum să trecem la plastic - va începe și să fumeze de la expunerea la un fascicul laser. Nu recomandăm efectuarea unor astfel de experimente pentru o lungă perioadă de timp: produsele de ardere a acestui material sunt foarte toxice.
Cea mai interesantă experiență este cu placajul, o scândură plată. Un laser focalizat poate arde o anumită inscripție, desenând pe ea.

Un laser de acasă este, desigur, o lucrare delicată și o invenție capricioasă. Prin urmare, este foarte posibil ca ambarcațiunea dvs. să eșueze în curând, deoarece anumite condiții de depozitare și operare sunt importante pentru aceasta, care nu pot fi asigurate acasă. Cele mai puternice lasere, care pot tăia cu ușurință metalul, pot fi obținute doar în laboratoare specializate; desigur, nu sunt disponibile amatorilor. Cu toate acestea, un dispozitiv convențional este, de asemenea, foarte periculos - îndreptat de la o distanță mare în ochii unei persoane sau a unui animal, aproape de un obiect inflamabil.

Bună ziua doamnelor și domnilor. Astăzi deschid o serie de articole despre lasere puternice, pentru că habrapoisk spune că oamenii caută articole similare. Vreau să vă spun cum puteți face un laser destul de puternic acasă și, de asemenea, să vă învăț cum să folosiți această putere nu doar de dragul de a „străluci pe nori”.

Avertizare!

Articolul descrie fabricarea unui laser de mare putere ( 300mW ~ putere 500 pointere chinezești), care poate dăuna sănătății dumneavoastră și a celorlalți! Fii extrem de atent! Folosiți ochelari de protecție și nu îndreptați raza laser către oameni sau animale!

Să aflăm.

Pe Habré, articole despre lasere portabile Dragon Lasers, cum ar fi Hulk, au alunecat doar de câteva ori. În acest articol vă voi spune cum puteți realiza un laser care să nu fie inferior ca putere față de majoritatea modelelor vândute în acest magazin.

Gătit.

Mai întâi trebuie să pregătiți toate componentele:
- unitate DVD-RW care nu funcționează (sau funcționează) cu o viteză de înregistrare de 16x sau mai mare;
- condensatoare 100 pF si 100 mF;
- rezistenta 2-5 Ohm;
- trei baterii AAA;
- fier de lipit si fire;
- colimator (sau pointer chinezesc);
- lampă LED din oțel.

Acesta este un minim necesar pentru fabricarea unui model de driver simplu. Driverul este, de fapt, o placă care va scoate dioda laser la puterea necesară. Nu merită să conectați sursa de alimentare direct la dioda laser - va eșua. Dioda laser trebuie alimentată de curent, nu de tensiune.

Un colimator este, de fapt, un modul cu o lentilă care reduce toată radiația într-un fascicul îngust. Colimatoarele gata făcute pot fi cumpărate de la magazinele radio. Acestea au deja imediat un loc convenabil pentru a instala o diodă laser, iar costul este de 200-500 de ruble.

De asemenea, puteți utiliza un colimator de la un pointer chinezesc, cu toate acestea, dioda laser va fi dificil de fixat, iar corpul colimatorului în sine va fi cel mai probabil din plastic metalizat. Deci dioda noastră va fi prost răcită. Dar și acest lucru este posibil. Această opțiune poate fi văzută la sfârșitul articolului.

Noi facem.

Mai întâi trebuie să obțineți dioda laser în sine. Aceasta este o parte foarte fragilă și mică a unității noastre DVD-RW - aveți grijă. O diodă laser roșie puternică este amplasată în căruciorul unității noastre. Îl poți deosebi de unul slab printr-un radiator mai mare decât o diodă IR convențională.

Este recomandat să folosiți o curea de mână antistatică, deoarece dioda laser este foarte sensibilă la electricitatea statică. Dacă nu există brățară, atunci puteți înfășura cablurile diodei cu un fir subțire în timp ce așteaptă instalarea în carcasă.

Conform acestei scheme, trebuie să lipiți driverul.

Nu inversați polaritatea! De asemenea, dioda laser va eșua instantaneu dacă polaritatea puterii de intrare este inversată.

Diagrama arată un condensator de 200 mF, totuși, 50-100 mF este suficient pentru portabilitate.

Noi incercam.

Înainte de a instala dioda laser și de a asambla totul în carcasă, verificați performanța șoferului. Conectați o altă diodă laser (nefuncționează sau a doua de la unitate) și măsurați curentul cu un multimetru. În funcție de caracteristicile vitezei, intensitatea curentului trebuie selectată corect. Pentru modelele 16x, 300-350mA este destul de potrivit. Pentru cel mai rapid 22x, se poate aplica chiar și 500mA, dar cu un driver complet diferit, a cărui fabricație am de gând să o descriu într-un alt articol.

Arată groaznic, dar funcționează!

Estetică.

Te poți lăuda cu un laser asamblat la greutate doar în fața acelorași tehno-maniaci nebuni, dar pentru frumusețe și comoditate este mai bine să-l asamblați într-o carcasă convenabilă. Aici este mai bine să alegi cum îți place. Am montat întregul circuit într-o lanternă LED obișnuită. Dimensiunile sale nu depășesc 10x4cm. Cu toate acestea, nu vă sfătuiesc să o porți cu dvs.: nu știți niciodată ce pretenții pot fi făcute de autoritățile competente. Și este mai bine să depozitați într-o carcasă specială, astfel încât obiectivul sensibil să nu devină praf.

Aceasta este o opțiune cu cost minim - se folosește un colimator de la un pointer chinezesc:

Utilizarea unui modul produs din fabrică va produce următoarele rezultate:

Raza laser este vizibilă seara:

Și, desigur, în întuneric:

Pot fi.

Da, vreau să spun și să arăt în articolele următoare cum pot fi folosite astfel de lasere. Cum să faci specimene mult mai puternice care pot tăia metal și lemn, și nu doar să dai foc chibriturilor și să topească plasticul. Cum să faci holograme și să scanezi obiecte pentru a obține modele 3D Studio Max. Cum să faci lasere puternice verzi sau albastre. Domeniul de aplicare al laserelor este destul de larg și un articol nu este suficient.

Trebuie să ne amintim.

Nu uitați de siguranță! Laserele nu sunt jucării! Ai grijă de ochii tăi!

Astăzi vom vorbi despre cum să-ți faci propriul laser puternic verde sau albastru acasă din materiale improvizate cu propriile mâini. Vom lua în considerare, de asemenea, desene, diagrame și dispozitivul de indicatori laser de casă cu un fascicul de aprindere și o rază de acțiune de până la 20 km.

Baza dispozitivului laser este un generator cuantic optic, care, folosind energie electrică, termică, chimică sau de altă natură, produce un fascicul laser.

Funcționarea unui laser se bazează pe fenomenul de radiații stimulate (induse). Radiația laser poate fi continuă, cu o putere constantă, sau pulsată, atingând puteri de vârf extrem de mari. Esența fenomenului este că un atom excitat este capabil să emită un foton sub influența altui foton fără absorbția acestuia, dacă energia acestuia din urmă este egală cu diferența de energii ale nivelurilor atomului înainte și după emisie. În acest caz, fotonul emis este coerent cu fotonul care a provocat radiația, adică este copia sa exactă. Așa este amplificată lumina. Acest fenomen diferă de emisia spontană, în care fotonii emiși au direcții aleatorii de propagare, polarizare și fază.
Probabilitatea ca un foton aleator să provoace emisia stimulată a unui atom excitat este exact egală cu probabilitatea de absorbție a acestui foton de către un atom într-o stare neexcitată. Prin urmare, pentru a amplifica lumina, este necesar ca în mediu să existe mai mulți atomi excitați decât cei neexcitați. În starea de echilibru, această condiție nu este îndeplinită, prin urmare, se folosesc diverse sisteme de pompare a mediului activ laser (optic, electric, chimic etc.). În unele scheme, elementul de lucru al laserului este utilizat ca amplificator optic pentru radiația dintr-o altă sursă.

Nu există flux de fotoni externi într-un generator cuantic; populația inversă este creată în interiorul acestuia cu ajutorul diferitelor surse de pompă. În funcție de surse, există diferite metode de pompare:
optic - lampă bliț puternică;
descărcarea de gaze în substanța de lucru (mediu activ);
injectarea (transferul) purtătorilor de curent într-un semiconductor din zonă
tranziții rn;
excitație electronică (iradierea în vid a unui semiconductor pur de către un flux de electroni);
termică (încălzirea gazului cu răcirea sa rapidă ulterioară;
chimice (folosind energia reacțiilor chimice) și altele.

Sursa primară de generare este procesul de emisie spontană, prin urmare, pentru a asigura continuitatea generațiilor de fotoni, este necesar să existe un feedback pozitiv, datorită căruia fotonii emiși provoacă acte ulterioare de emisie stimulată. Pentru a face acest lucru, mediul activ laser este plasat într-un rezonator optic. În cel mai simplu caz, este format din două oglinzi, dintre care una este translucidă - fasciculul laser iese parțial din rezonator prin el.

Reflectându-se din oglinzi, fasciculul de radiații trece în mod repetat prin rezonator, provocând tranziții induse în acesta. Radiația poate fi continuă sau pulsată. În același timp, folosind diferite dispozitive pentru oprirea și pornirea rapidă a feedback-ului și, prin urmare, reducerea perioadei pulsului, este posibil să se creeze condiții pentru generarea de radiații de foarte mare putere - acestea sunt așa-numitele impulsuri gigantice. Acest mod de operare cu laser se numește modul Q-switched.
Raza laser este un fascicul de lumină coerent, monocrom, polarizat. Într-un cuvânt, acesta este un fascicul de lumină emis nu numai de surse sincrone, ci și într-un interval foarte îngust și direcționat. Un fel de flux luminos extrem de concentrat.

Radiația generată de laser este monocromatică, probabilitatea emiterii unui foton de o anumită lungime de undă este mai mare decât cea a unuia strâns distanțat asociată cu lărgirea liniei spectrale, iar probabilitatea tranzițiilor induse la această frecvență are și ea un maxim. . Prin urmare, treptat în procesul de generare, fotonii cu o anumită lungime de undă vor domina asupra tuturor celorlalți fotoni. În plus, datorită amenajării speciale a oglinzilor, în fasciculul laser sunt stocați doar acei fotoni care se propagă într-o direcție paralelă cu axa optică a rezonatorului la mică distanță de acesta, restul fotonilor părăsesc rapid volumul rezonatorului. . Astfel, fasciculul laser are un unghi foarte mic de divergență. În cele din urmă, fasciculul laser are o polarizare strict definită. Pentru a face acest lucru, în rezonator sunt introduse diverse polarizatoare, de exemplu, acestea pot fi plăci plate de sticlă instalate la unghiul Brewster față de direcția de propagare a fasciculului laser.

Ce fluid de lucru este utilizat în laser depinde de lungimea de undă de lucru, precum și de alte proprietăți. Corpul de lucru este „pompat” cu energie pentru a obține efectul inversării populației de electroni, care determină emisia stimulată de fotoni și efectul de amplificare optică. Cea mai simplă formă a unui rezonator optic sunt două oglinzi paralele (pot fi, de asemenea, patru sau mai multe) situate în jurul corpului de lucru al laserului. Radiația stimulată a corpului de lucru este reflectată înapoi de oglinzi și din nou amplificată. Până în momentul ieșirii în exterior, valul poate fi reflectat de mai multe ori.

Deci, să formulăm pe scurt condițiile necesare pentru a crea o sursă de lumină coerentă:

aveți nevoie de o substanță de lucru cu o populație inversă. Abia atunci este posibil să se obțină amplificarea luminii datorită tranzițiilor forțate;
substanța de lucru ar trebui să fie plasată între oglinzile care oferă feedback;
câștigul dat de substanța de lucru, ceea ce înseamnă că numărul de atomi sau molecule excitați din substanța de lucru trebuie să fie mai mare decât valoarea de prag, care depinde de coeficientul de reflexie al oglinzii de ieșire.

Următoarele tipuri de corpuri de lucru pot fi utilizate în proiectarea laserelor:

Lichid. Este folosit ca fluid de lucru, de exemplu, în laserele colorante. Compoziția include un solvent organic (metanol, etanol sau etilenglicol), în care sunt dizolvați coloranții chimici (cumarină sau rodamină). Lungimea de undă de operare a laserelor lichide este determinată de configurația moleculelor de colorant utilizate.

Gaze. În special, dioxid de carbon, argon, cripton sau amestecuri de gaze, ca în laserele cu heliu-neon. „Pomparea” energiei acestor lasere se realizează cel mai adesea cu ajutorul descărcărilor electrice.
Solide (cristale și pahare). Materialul solid al unor astfel de corpuri de lucru este activat (aliat) prin adăugarea unei cantități mici de ioni de crom, neodim, erbiu sau titan. Cristalele utilizate în mod obișnuit sunt granatul de ytriu aluminiu, fluorură de ytriu litiu, safir (oxid de aluminiu) și sticlă silicată. Laserele cu stare solidă sunt de obicei „pompate” cu o lampă blitz sau alt laser.

Semiconductori. Un material în care tranziția electronilor între nivelurile de energie poate fi însoțită de radiații. Laserele cu semiconductor sunt foarte compacte, „pompate” cu curent electric, ceea ce le permite să fie utilizate în dispozitive de consum precum CD playere.

Pentru a transforma amplificatorul într-un generator, trebuie să organizați feedback-ul. La lasere, se realizează prin plasarea substanței active între suprafețe reflectorizante (oglinzi), care formează așa-numitul „rezonator deschis” datorită faptului că o parte din energia emisă de substanța activă este reflectată de oglinzi și din nou se întoarce. la substanța activă.

Cavitățile optice de diferite tipuri sunt utilizate în Laser - cu oglinzi plate, sferice, combinații de plate și sferice etc. În cavitățile optice care furnizează feedback în Laser, doar anumite tipuri de oscilații ale câmpului electromagnetic, care sunt numite oscilații sau moduri naturale a rezonatorului, poate fi excitat.

Modurile sunt caracterizate prin frecvență și formă, adică prin distribuția spațială a oscilațiilor. Într-un rezonator cu oglinzi plate, tipurile de oscilații corespunzătoare undelor plane care se propagă de-a lungul axei rezonatorului sunt excitate predominant. Un sistem de două oglinzi paralele rezonează doar la anumite frecvențe - și îndeplinește, de asemenea, în laser rolul pe care îl joacă un circuit oscilator în generatoarele convenționale de joasă frecvență.

Utilizarea unui rezonator deschis (mai degrabă decât a unuia închis - o cavitate metalică închisă - caracteristică domeniului de microunde) este fundamentală, deoarece în domeniul optic un rezonator cu dimensiunile L = ? (L este dimensiunea caracteristică a rezonatorului,? este lungimea de undă) pur și simplu nu poate fi făcută, iar pentru L >> ? un rezonator închis își pierde proprietățile rezonante pe măsură ce numărul de moduri posibile de oscilație devine atât de mare încât se suprapun.

Absența pereților laterali reduce semnificativ numărul de tipuri posibile de oscilații (moduri) datorită faptului că undele care se propagă într-un unghi față de axa rezonatorului depășesc rapid limitele acesteia și face posibilă păstrarea proprietăților rezonante ale rezonatorului la L >> ?. Cu toate acestea, rezonatorul din laser nu numai că oferă feedback prin returnarea radiației reflectate de oglinzi la substanța activă, dar determină și spectrul radiației laser, caracteristicile energetice ale acestuia și directivitatea radiației.
În cea mai simplă aproximare a unei unde plane, condiția de rezonanță într-un rezonator cu oglinzi plate este ca un număr întreg de semi-unde să se potrivească de-a lungul lungimii rezonatorului: L=q(?/2) (q este un număr întreg), ceea ce conduce la o expresie pentru frecvenţa de tip oscilaţie cu indicele q: ?q=q(C/2L). Ca urmare, spectrul de emisie al lui L., de regulă, este un set de linii spectrale înguste, intervalele dintre care sunt aceleași și egale cu c / 2L. Numărul de linii (componente) pentru o lungime L dată depinde de proprietățile mediului activ, adică de spectrul de emisie spontană la tranziția cuantică utilizată și poate ajunge la câteva zeci și sute. În anumite condiții, se dovedește a fi posibilă izolarea unei componente spectrale, adică implementarea unui regim de generare monomod. Lățimea spectrală a fiecăreia dintre componente este determinată de pierderile de energie din rezonator și, în primul rând, de transmiterea și absorbția luminii de către oglinzi.

Profilul de frecvență al câștigului în mediul de lucru (este determinat de lățimea și forma liniei mediului de lucru) și setul de frecvențe naturale ale rezonatorului deschis. Pentru rezonatoarele deschise cu un factor de înaltă calitate utilizate în lasere, lățimea de bandă a cavității ??p, care determină lățimea curbelor de rezonanță ale modurilor individuale, și chiar distanța dintre modurile învecinate ??h, se dovedește a fi mai mică decât câștigul. lățimea liniei ??h, și chiar și în laserele cu gaz, unde lărgirea liniei este minimă. Prin urmare, mai multe tipuri de oscilații rezonatoare cad în circuitul de amplificare.

Astfel, laserul nu generează neapărat la o singură frecvență; mai des, dimpotrivă, generarea are loc simultan la mai multe tipuri de oscilații, pentru ce câștig? mai multe pierderi în rezonator. Pentru ca laserul să funcționeze la o singură frecvență (în modul cu o singură frecvență), de obicei este necesar să se ia măsuri speciale (de exemplu, să se mărească pierderile, așa cum se arată în Figura 3) sau să se schimbe distanța dintre oglinzi, astfel încât o singură modă. Deoarece în optică, așa cum s-a menționat mai sus, ?h > ?p și frecvența de generare într-un laser este determinată în principal de frecvența rezonatorului, este necesar să se stabilizeze rezonatorul pentru a menține stabilă frecvența de generare. Deci, dacă câștigul în substanța de lucru acoperă pierderile din rezonator pentru anumite tipuri de oscilații, pe ele are loc generarea. Sămânța pentru apariția sa este, ca în orice generator, zgomot, care este o emisie spontană în lasere.
Pentru ca mediul activ să emită lumină monocromatică coerentă, este necesar să se introducă feedback, adică să se trimită o parte din fluxul luminos emis de acest mediu înapoi în mediu pentru emisie stimulată. Feedback-ul pozitiv se realizează folosind rezonatoare optice, care în versiunea elementară sunt două oglinzi coaxiale (paralele și de-a lungul aceleiași axe), dintre care una este translucidă, iar cealaltă este „surdă”, adică reflectă complet fluxul de lumină. Substanța de lucru (mediul activ), în care se creează populația inversă, este plasată între oglinzi. Radiația stimulată trece prin mediul activ, este amplificată, reflectată de oglindă, trece din nou prin mediu și este amplificată în continuare. Printr-o oglindă translucidă, o parte din radiație este emisă în mediul extern, iar o parte este reflectată înapoi în mediu și din nou amplificată. În anumite condiții, fluxul de fotoni din interiorul substanței de lucru va începe să crească ca o avalanșă și va începe generarea de lumină coerentă monocromatică.

Principiul de funcționare al unui rezonator optic, numărul predominant de particule ale substanței de lucru, reprezentat de cercuri de lumină, se află în starea fundamentală, adică la nivelul energetic inferior. Doar un număr mic de particule, reprezentate de cearcăne, sunt într-o stare excitată electronic. Când substanța de lucru este expusă la o sursă de pompare, numărul principal de particule intră într-o stare excitată (numărul de cearcăne a crescut) și se creează o populație inversă. În plus (Fig. 2c), are loc emisia spontană a unor particule într-o stare excitată electronic. Radiația îndreptată într-un unghi față de axa rezonatorului va părăsi substanța de lucru și rezonatorul. Radiația direcționată de-a lungul axei rezonatorului se va apropia de suprafața oglinzii.

La o oglindă semitransparentă, o parte din radiație va trece prin ea în mediu, iar o parte va fi reflectată și din nou direcționată către substanța de lucru, implicând particule în stare excitată în procesul de emisie stimulată.

La oglinda „surdă”, întregul flux de raze va fi reflectat și va trece din nou prin substanța de lucru, inducând radiația tuturor particulelor excitate rămase, ceea ce reflectă situația în care toate particulele excitate au renunțat la energia stocată, iar la ieșire a rezonatorului, pe partea oglinzii semitransparente, s-a format un flux puternic de radiații induse.

Principalele elemente structurale ale laserelor includ o substanță de lucru cu anumite niveluri de energie ale atomilor și moleculelor lor constitutive, o sursă de pompă care creează o populație inversă în substanța de lucru și un rezonator optic. Există un număr mare de lasere diferite, dar toate au aceeași și, în plus, o schemă de circuit simplă a dispozitivului, care este prezentată în Fig. 3.

Excepție fac laserele cu semiconductori datorită specificității lor, deoarece au totul special: fizica proceselor, metodele de pompare și designul. Semiconductorii sunt formațiuni cristaline. Într-un atom separat, energia unui electron ia valori discrete strict definite și, prin urmare, stările de energie ale unui electron dintr-un atom sunt descrise în termeni de niveluri. Într-un cristal semiconductor, nivelurile de energie formează benzi de energie. Într-un semiconductor pur care nu conține impurități, există două benzi: așa-numita bandă de valență și banda de conducție situată deasupra acestuia (pe scara de energie).

Între ele există un decalaj al valorilor energetice interzise, care se numește band gap. La o temperatură a semiconductorului egală cu zero absolut, banda de valență trebuie să fie complet umplută cu electroni, iar banda de conducere trebuie să fie goală. În condiții reale, temperatura este întotdeauna peste zero absolut. Dar o creștere a temperaturii duce la excitarea termică a electronilor, unii dintre ei sar din banda de valență în banda de conducție.

Ca urmare a acestui proces, în banda de conducție apare un anumit număr (relativ mic) de electroni, iar numărul corespunzător de electroni va lipsi din banda de valență până când aceasta este complet umplută. O vacanță de electroni în banda de valență este reprezentată de o particulă încărcată pozitiv, care se numește gaură. Tranziția cuantică a unui electron prin banda interzisă de jos în sus este considerată un proces de generare a unei perechi electron-gaură, cu electroni concentrați la marginea inferioară a benzii de conducție și găuri - la marginea superioară a benzii de valență. . Tranzițiile prin zona interzisă sunt posibile nu numai de jos în sus, ci și de sus în jos. Acest proces se numește recombinare electron-gaură.

Când un semiconductor pur este iradiat cu lumină a cărei energie fotonică depășește oarecum banda interzisă, într-un cristal semiconductor pot apărea trei tipuri de interacțiune a luminii cu o substanță: absorbția, emisia spontană și emisia stimulată de lumină. Primul tip de interacțiune este posibil atunci când un foton este absorbit de un electron situat lângă marginea superioară a benzii de valență. În acest caz, puterea energetică a electronului va deveni suficientă pentru a depăși banda interzisă și va face o tranziție cuantică la banda de conducție. Emisia spontană de lumină este posibilă cu întoarcerea spontană a unui electron din banda de conducție în banda de valență cu emisia unui cuantum de energie - un foton. Radiația externă poate iniția o tranziție la banda de valență a unui electron situat lângă marginea inferioară a benzii de conducere. Rezultatul acestui al treilea tip de interacțiune a luminii cu substanța unui semiconductor va fi nașterea unui foton secundar, identic în parametrii și direcția de mișcare cu fotonul care a inițiat tranziția.

Pentru a genera radiații laser, este necesar să se creeze o populație inversă de „niveluri de lucru” în semiconductor - pentru a crea o concentrație suficient de mare de electroni la marginea inferioară a benzii de conducție și, în consecință, o concentrație mare de găuri la margine. a benzii de valenţă. În aceste scopuri, laserele cu semiconductor pur utilizează de obicei pomparea cu un fascicul de electroni.

Oglinzile rezonatorului sunt marginile lustruite ale cristalului semiconductor. Dezavantajul unor astfel de lasere este că multe materiale semiconductoare generează radiații laser doar la temperaturi foarte scăzute, iar bombardarea cristalelor semiconductoare cu un fascicul de electroni face ca acesta să fie puternic încălzit. Acest lucru necesită dispozitive de răcire suplimentare, ceea ce complică proiectarea aparatului și mărește dimensiunile acestuia.

Proprietățile semiconductorilor dopați diferă semnificativ de cele ale semiconductorilor puri, nedopați. Acest lucru se datorează faptului că atomii unor impurități donează cu ușurință unul dintre electronii lor benzii de conducere. Aceste impurități sunt numite impurități donor, iar un semiconductor cu astfel de impurități se numește n-semiconductor. Atomii altor impurități, dimpotrivă, captează un electron din banda de valență, iar astfel de impurități sunt acceptoare, iar un semiconductor cu astfel de impurități este un p-semiconductor. Nivelul de energie al atomilor de impurități este situat în interiorul benzii interzise: pentru n-conductori, nu departe de marginea inferioară a benzii de conducere; pentru f-conductori, lângă marginea superioară a benzii de valență.

Dacă în această regiune se creează o tensiune electrică astfel încât să existe un pol pozitiv pe partea semiconductorului p și un pol negativ pe partea semiconductorului n, atunci sub acțiunea câmpului electric, electronii din p -semiconductorul și găurile de la p-semiconductor se vor muta (injecta) în zona pn - tranziție.

În timpul recombinării electronilor și a găurilor, vor fi emiși fotoni, iar în prezența unui rezonator optic este posibilă generarea de radiații laser.

Oglinzile rezonatorului optic sunt fețele lustruite ale cristalului semiconductor, orientate perpendicular pe planul de joncțiune pn. Astfel de lasere sunt caracterizate prin miniaturizare, deoarece dimensiunile elementului activ semiconductor pot fi de aproximativ 1 mm.

În funcție de caracteristica luată în considerare, toate laserele sunt subdivizate după cum urmează).

Primul semn. Se obișnuiește să se facă distincția între amplificatoare laser și generatoare. În amplificatoare, radiația laser slabă este furnizată la intrare, iar la ieșire este amplificată în mod corespunzător. Nu există radiații externe în generatoare; aceasta apare în substanța de lucru datorită excitării sale cu ajutorul diferitelor surse de pompă. Toate dispozitivele laser medicale sunt generatoare.

Al doilea semn este starea fizică a substanței de lucru. În conformitate cu aceasta, laserele sunt împărțite în stare solidă (rubin, safir etc.), gaz (heliu-neon, heliu-cadmiu, argon, dioxid de carbon etc.), lichid (dielectric lichid cu atomi de lucru cu impurități rare). metale pământești) și semiconductor (arseniură-galiu, arseniură-fosfură-galiu, seleniură-plumb etc.).

Metoda de excitare a substanței de lucru este a treia trăsătură distinctivă a laserelor. În funcție de sursa de excitație, există lasere cu pompare optică, cu pompare prin descărcare de gaz, excitare electronică, injecție cu purtător de sarcină, cu pompare termică, chimică și altele.

Spectrul de emisie al laserului este următorul semn de clasificare. Dacă radiația este concentrată într-un interval îngust de lungimi de undă, atunci se obișnuiește să se considere laserul ca fiind monocromatic și o anumită lungime de undă este indicată în datele sale tehnice; dacă este într-o gamă largă, atunci laserul ar trebui să fie considerat bandă largă și ar trebui să fie indicat intervalul de lungimi de undă.

După natura energiei emise, se disting laserele pulsate și laserele cu undă continuă. Conceptele de laser pulsat și laser cu modularea în frecvență a radiației continue nu trebuie confundate, deoarece în al doilea caz obținem, de fapt, radiații discontinue de diferite frecvențe. Laserele cu impulsuri au o putere mare într-un singur impuls, ajungând la 10 W, în timp ce puterea lor medie a impulsurilor, determinată de formulele corespunzătoare, este relativ scăzută. Pentru laserele cw cu modulație de frecvență, puterea în așa-numitul impuls este mai mică decât puterea radiației continue.

În funcție de puterea medie a radiației de ieșire (următoarea caracteristică de clasificare), laserele sunt împărțite în:

de înaltă energie (putere de radiație cu densitate de flux creată pe suprafața unui obiect sau a unui obiect biologic - mai mult de 10 W/cm2);

energie medie (putere de radiație cu densitate de flux creată - de la 0,4 la 10 W / cm2);

· cu energie redusă (putere de radiație cu densitate de flux creată - mai puțin de 0,4 W/cm2).

soft (expunerea la energie generată - E sau densitatea fluxului de putere pe suprafața iradiată - până la 4 mW/cm2);

medie (E - de la 4 la 30 mW/cm2);

greu (E - mai mult de 30 mW / cm2).

În conformitate cu Normele și Regulile sanitare pentru proiectarea și funcționarea laserelor nr. 5804-91, în funcție de gradul de pericol al radiațiilor generate pentru personalul de operare, laserele sunt împărțite în patru clase.

Laserele de prima clasă includ astfel de dispozitive tehnice, a căror ieșire colimată (conținută într-un unghi solid limitat) a căror radiație nu prezintă un pericol atunci când este iradiată pentru ochii și pielea unei persoane.

Laserele din clasa a doua sunt dispozitive ale căror radiații de ieșire sunt periculoase atunci când sunt expuse ochilor prin radiații directe și reflectate specular.

Laserele din clasa a treia sunt dispozitive ale căror radiații de ieșire sunt periculoase atunci când ochii sunt expuși la radiații directe și reflectate specular, precum și la radiații reflectate difuz la o distanță de 10 cm de o suprafață reflectorizant difuz și (sau) atunci când pielea este expusă. la radiația directă și reflectată specular.

Laserele din clasa a patra sunt dispozitive ale căror radiații de ieșire sunt periculoase atunci când pielea este expusă la radiații reflectate difuz la o distanță de 10 cm de o suprafață reflectorizant difuz.

Omul a învățat multe invenții tehnice observând fenomene naturale, analizându-le și aplicând cunoștințele dobândite în realitatea înconjurătoare. Așa că omul a obținut capacitatea de a aprinde un foc, a creat o roată, a învățat să genereze electricitate, a obținut controlul asupra unei reacții nucleare.

Spre deosebire de toate aceste invenții, laserul nu are analogi în natură. Apariția sa a fost asociată exclusiv cu ipoteze teoretice în cadrul fizicii cuantice emergente. Existența principiului care a stat la baza laserului a fost prezisă la începutul secolului al XX-lea de cel mai mare om de știință Albert Einstein.

Cuvântul „laser” a apărut ca urmare a reducerii a cinci cuvinte care descriu esența procesului fizic la primele litere. În versiunea rusă, acest proces se numește „amplificarea luminii cu ajutorul emisiei stimulate”.

Conform principiului funcționării sale, laserul este un generator cuantic de fotoni. Esența fenomenului care stă la baza acestuia este că sub influența energiei sub formă de foton, un atom emite un alt foton, care este identic cu primul în direcția de mișcare, faza și polarizarea acestuia. Ca rezultat, lumina emisă este amplificată.

Acest fenomen este imposibil în condiții de echilibru termodinamic. Sunt utilizate diferite metode pentru a crea radiații induse: electrice, chimice, gaze și altele. Utilizarea laserelor utilizate în casă (unități de disc laser, imprimante laser). metoda semiconductoarelor stimularea radiatiilor sub actiunea unui curent electric.

Principiul de funcționare constă în trecerea fluxului de aer prin încălzitor în tubul pistolului cu aer cald și, atingând temperaturile stabilite, acesta intră în piesa de lipit prin duze speciale.

În cazul unei defecțiuni, invertorul de sudură poate fi reparat manual. Puteți citi sfaturi de reparații.

În plus, o componentă necesară a oricărui laser cu drepturi depline este rezonator optic, a cărei funcție este de a amplifica fasciculul de lumină prin reflectarea lui de mai multe ori. În acest scop, oglinzile sunt utilizate în sistemele cu laser.

Ar trebui spus că a crea un laser cu adevărat puternic cu propriile mâini acasă este nerealist. Pentru aceasta, este necesar să aveți cunoștințe speciale, să efectuați calcule complexe și să aveți o bază materială și tehnică bună.

De exemplu, mașinile laser care pot tăia metalul sunt extrem de fierbinți și necesită măsuri extreme de răcire, inclusiv utilizarea azotului lichid. În plus, dispozitivele bazate pe principiul cuantic sunt extrem de capricioase, necesită cel mai fin reglaj și nu tolerează nici cea mai mică abatere de la parametrii necesari.

Componente necesare pentru asamblare

Pentru a asambla un circuit laser cu propriile mâini, veți avea nevoie de:

DVD-ROM reinscriptibil (RW). Încorporează o diodă laser roșie cu o putere de 300 mW. Puteți folosi diode laser de la BLU-RAY-ROM-RW - emit lumină violetă cu o putere de 150 mW. Pentru scopurile noastre, cele mai bune ROM-uri sunt cele cu viteze de scriere mai mari: sunt mai puternice.
Puls NCP1529. Convertorul emite un curent de 1 A, stabilizează tensiunea în intervalul 0,9-3,9 V. Acești indicatori sunt ideali pentru dioda noastră laser, care necesită o tensiune constantă de 3 V.
Colimator pentru obținerea unui fascicul de lumină uniform. Acum sunt la vânzare numeroase module laser de la diverși producători, inclusiv colimatoare.
Lentila de ieșire din ROM.
Carcasă, de exemplu, dintr-un indicator laser sau lanternă.
Fire.
Baterii 3,6 V.

Pentru a conecta piesele, va fi necesar să se determine care cablu este fază și unde este zero și masă. Acest lucru va ajuta un astfel de instrument ca.

În acest fel, cel mai simplu laser poate fi asamblat. Ce poate face un astfel de „amplificator de lumină” artizanal:

Aprindeți un chibrit de la distanță.
Topiți pungile de plastic și hârtie subțire.
Emite un fascicul la o distanță mai mare de 100 de metri.

Un astfel de laser este periculos: nu va arde pielea sau hainele, dar poate deteriora ochii.

Prin urmare, trebuie să utilizați cu atenție un astfel de dispozitiv: nu-l străluciți pe suprafețele reflectorizante (oglinzi, ochelari, reflectoare) și, în general, fiți extrem de atenți - fasciculul poate provoca vătămări dacă lovește ochiul chiar și de la distanță de unu. suta de metri.

Laser de bricolaj pe video

Laserul este o jucărie periculoasă care poate fi dăunătoare sănătății dacă este folosită cu neatenție. Nu îndreptați laserul spre oameni sau animale!

Ce va fi necesar?

Orice laser poate fi împărțit în mai multe componente:

emițător de flux luminos;
optica;
alimentare electrică;
stabilizator de putere curent (driver).

De unde pot obține o diodă pentru un laser?

Cea mai potrivită este o diodă laser luată de pe un inscriptor de discuri DVD-RW. Diodele laser de cea mai înaltă calitate sunt instalate în unitățile LG, Sony și Samsung.

Cu cât viteza de scriere a unei unități DVD este mai mare, cu atât este mai puternică dioda laser instalată în ea.

Demontarea unității

Conducător auto

Un analog al LM317 este cipul intern KR142EN12.

Diagrama arată valoarea aproximativă a rezistenței R1. Pentru calculul său exact, trebuie să utilizați formula de mai sus.

Optica

Citeste si

Te-ai decis să faci ceva incredibil folosind detalii simple? Laserul nu este considerat o noutate în vremea noastră, dar nu este greu să-l faci acasă. Vă vom spune cum să faceți singur un laser folosind o unitate de disc și o lanternă obișnuită.

Atenţie! Puterea laserului ajunge la 250 de miliwați. Înainte de a începe experimentul, aveți grijă de siguranța dumneavoastră și puneți-vă ochelari de protecție (ochelari de sudură). Nu îndreptați niciodată raza laser spre oameni sau animale, în special spre ochi. Laserul poate răni o persoană.

Pentru a face singur un laser, avem nevoie de:

1. Un dispozitiv pentru inscripționarea discurilor DVD.
2. Indicator laser AixiZ (puteți lua încă unul).
3. Șurubelniță.
4. Lanterna.

Cum să aflați puterea unei diode laser?

Puteți determina puterea laserului în funcție de caracteristicile vitezei de scriere a discurilor cu două straturi:

1. Viteză 10X, putere laser 170-200 miliwați.
2. Viteză 16X, putere laser 250-270 miliwați.

Instruire. Cum se face un laser?

Pasul 1. Rotiți unitatea DVD și deschideți capacul. Eliberăm și scoatem căruciorul (structura unității poate diferi, dar fiecare unitate are două ghidaje de-a lungul cărora căruciorul se mișcă) și deconectam toate cablurile.

Pasul 2. După ce am eliberat căruciorul, procedăm la desfășurarea șuruburilor și a pieselor pentru a elibera dioda în sine. Unitatea poate avea două lasere cu diode:

1. Pentru a citi discul (dioda infrarosu).
2. Pentru a înregistra un disc (diodă roșie).

Dioda dreaptă (roșu) are atașată o placă, utilizați un fier de lipit obișnuit pentru a elibera dioda.

Pasul 3. După un scurt proces, ar trebui să obținem dioda în această formă.

În fiecare casă există o tehnică veche uzată. Cineva o aruncă într-o groapă de gunoi, iar unii meșteri încearcă să-l folosească pentru niște invenții de casă. Așadar, vechiul indicator laser poate fi folosit la bun sfârșit - este posibil să faci un tăietor cu laser cu propriile mâini.

Pentru a face un laser adevărat dintr-un bibelou inofensiv, trebuie să pregătiți următoarele articole:

indicator laser;
lanternă cu baterii reîncărcabile;
vechi, poate că nu funcționează un CD / DVD-RW writer. Principalul lucru este că are o unitate cu un laser funcțional;
un set de șurubelnițe și un fier de lipit. Este mai bine să folosiți un tăietor de marcă, dar în absența unuia obișnuit, poate funcționa și el.

Realizarea unui cutter cu laser

Mai întâi trebuie să scoateți dispozitivul de tăiere cu laser din unitate. Această muncă nu este dificilă, dar va trebui să ai răbdare și să acorzi maximă atenție. Deoarece conține un număr mare de fire, structura lor este aceeași. Atunci când alegeți o unitate, este important să luați în considerare prezența unei opțiuni de scriere, deoarece este în acest model în care un laser poate face înregistrări. Înregistrarea se face prin evaporarea unui strat subțire de metal de pe disc în sine. În cazul în care laserul funcționează pentru citire, se folosește la jumătate de putere, evidențiind discul.

Când demontați elementele de fixare superioare, puteți găsi un cărucior cu un laser situat în el, care se poate deplasa în două direcții. Ar trebui să fie îndepărtat cu atenție prin deșurubare, există un număr mare de dispozitive și șuruburi detașabile care sunt importante să fie îndepărtate cu atenție. Pentru lucrări ulterioare, este necesară o diodă roșie, cu care se efectuează arderea. Pentru a-l îndepărta, veți avea nevoie de un fier de lipit și, de asemenea, trebuie să îndepărtați cu grijă elementele de fixare. Este important de reținut că o piesă indispensabilă pentru fabricarea unui tăietor cu laser nu poate fi scuturată și scăpată, prin urmare, se recomandă să fiți atenți atunci când scoateți dioda laser.

Cum va fi eliminat elementul principal al viitorului model laser, trebuie să cântăriți totul cu atenție și să vă dați seama unde să-l puneți și cum să conectați sursa de alimentare la acesta, deoarece dioda laser de scriere are nevoie de mult mai mult curent decât dioda de la pointer laser și, în acest caz, puteți utiliza mai multe moduri.

Apoi, dioda din indicator este înlocuită. Pentru a crea un indicator laser puternic, dioda nativă trebuie îndepărtată, în locul ei este necesar să instalați una similară de pe unitatea CD / DVD-RW. Indicatorul este dezasamblat în succesiune. Acesta trebuie să fie nerăsucit și împărțit în două părți, deasupra este piesa care trebuie înlocuită. Vechea diodă este îndepărtată și dioda necesară este instalată în locul ei, care poate fi fixată cu lipici. Există cazuri când poate fi dificil să scoateți dioda veche, în această situație puteți folosi un cuțit și scuturați puțin indicatorul.

Următorul pas va fi fabricarea unei noi carcase. Pentru ca viitorul laser să poată fi folosit convenabil, conectați-l la curent și pentru a-i oferi un aspect impresionant, puteți folosi carcasa lanternei. Partea superioară convertită a indicatorului laser este instalată într-o lanternă și este furnizată energie de la baterii reîncărcabile, care sunt conectate la diodă. Este important să nu inversați polaritatea sursei de alimentare. Înainte de a asambla lanterna, sticla și părțile indicatorului trebuie îndepărtate, deoarece nu va conduce bine traseul direct al fasciculului laser.

Ultimul pas este pregătirea pentru utilizare. Înainte de conectare, este necesar să verificați rezistența fixării laserului, conectarea corectă a polarității firelor și dacă laserul este la nivel.

După parcurgerea acestor pași simpli, tăietorul cu laser este gata de utilizare. Un astfel de laser poate fi folosit pentru a arde prin hârtie, polietilenă, pentru a aprinde chibrituri. Domeniul de aplicare poate fi extins, totul va depinde de imaginație.

Puncte suplimentare

Puteți face un laser mai puternic. Pentru fabricarea acestuia veți avea nevoie de:

Unitate DVD-RW, poate fi în stare nefuncțională;
condensatoare 100 pF și 100 mF;
rezistență 2-5 ohmi;
trei baterii reîncărcabile;
fire cu fier de lipit;
colimator;
lanterna LED din otel.

Acesta este trusa necomplicată care vine cu asamblarea driverului, care, folosind placa, va aduce cutterul cu laser la puterea necesară. Sursa de curent nu poate fi conectată direct la diodă, deoarece se va deteriora instantaneu. De asemenea, este important de luat în considerare că dioda laser trebuie să fie alimentată de curent, nu de tensiune.

Colimatorul este o carcasă echipată cu o lentilă, datorită căreia toate razele converg într-un singur fascicul îngust. Astfel de dispozitive sunt achiziționate de la magazinele de piese radio. Sunt convenabile prin faptul că au deja un loc pentru instalarea unei diode laser și, în ceea ce privește costul, este destul de mic, doar 200-500 de ruble.

Puteți, desigur, să utilizați o carcasă de la un pointer, dar va fi dificil să atașați un laser în ea. Astfel de modele sunt realizate din material plastic, iar acest lucru va duce la încălzirea carcasei și nu va fi suficient de răcit.

Principiul de fabricație este similar cu cel anterior, deoarece în acest caz se folosește și o diodă laser de pe o unitate DVD-RW.

În timpul producției, trebuie folosite curele de mână antistatice.

Acest lucru este necesar pentru a elimina static din dioda laser, este foarte sensibil. În absența brățărilor, vă puteți descurca cu mijloace improvizate - puteți înfășura un fir subțire în jurul diodei. Urmează șoferul.

Înainte de asamblarea întregului dispozitiv, se verifică funcționarea șoferului. În acest caz, este necesar să conectați o diodă nefuncțională sau o a doua diodă și să măsurați puterea curentului furnizat cu un multimetru. Având în vedere viteza curentului, este important să-i selectați puterea conform normelor. Pentru multe modele este aplicabil un curent de 300-350 mA, iar pentru cele mai rapide se poate folosi 500 mA, dar pentru aceasta trebuie folosit un driver complet diferit.

Desigur, orice tehnician neprofesionist poate asambla un astfel de laser, dar cu toate acestea, pentru frumusețe și comoditate, este cel mai rezonabil să construiți un astfel de dispozitiv într-o carcasă mai estetică și care să utilizați poate fi ales pentru fiecare gust. Cel mai practic va fi să o asamblați în cazul unei lanterne LED, deoarece dimensiunile acesteia sunt compacte, doar 10x4 cm.Dar, totuși, nu este nevoie să porți un astfel de dispozitiv în buzunar, așa cum ar putea afirma autoritățile competente. Un astfel de dispozitiv este cel mai bine depozitat într-o carcasă specială pentru a evita praful lentilei.

Este important să nu uităm că dispozitivul este un fel de armă care trebuie folosită cu prudență și nu trebuie îndreptată către animale și oameni, deoarece este foarte periculos și poate fi dăunător sănătății, cea mai periculoasă este direcția în ochi. Este periculos să oferiți astfel de dispozitive copiilor.

Laserul poate fi echipat cu diverse dispozitive, iar apoi o vizor destul de puternică pentru arme, atât pneumatice, cât și arme de foc, va ieși dintr-o jucărie inofensivă.

Iată câteva sfaturi simple pentru realizarea unui tăietor cu laser. După ce a îmbunătățit ușor acest design, este posibil să se facă tăietori pentru tăierea materialului acrilic, placajului și plasticului și să se graveze.

Nu este un secret pentru nimeni că fiecare dintre noi în copilărie și-a dorit să aibă un astfel de dispozitiv precum o mașină laser care ar putea tăia sigiliile metalice și ar putea arde prin pereți. În lumea modernă, acest vis devine cu ușurință realitate, deoarece acum este posibil să construiți un laser cu capacitatea de a tăia diverse materiale.

Desigur, acasă este imposibil să faci o mașină laser atât de puternică, care să taie prin fier sau lemn. Dar cu un dispozitiv de casă, puteți tăia hârtie, sigiliu de plastic sau plastic subțire.

Cu un dispozitiv laser, puteți arde diverse modele pe foi de placaj sau pe lemn. Poate fi folosit ca lumină de fundal pentru obiectele situate în zone îndepărtate. Domeniul său de aplicare poate fi atât distractiv, cât și util în lucrările de construcție și instalare, ca să nu mai vorbim de realizarea potențialului creativ în domeniul gravurii pe lemn sau plexiglas.

Citeste si:
Cum să o faci corect.

Revizuire : avantajele și dezavantajele lor.
taiere cu laser

Instrumente și accesorii care vor fi necesare pentru a realiza un laser cu propriile mâini:

Figura 1. Diagrama unui LED laser.

unitate DVD-RW defectă cu o diodă laser funcțională;

pointer laser sau colimator portabil;

fier de lipit și fire mici;

rezistor de 1 ohm (2 buc.);

condensatoare pentru 0,1 uF și 100 uF;

baterii AAA (3 buc.);

unelte mici, cum ar fi o șurubelniță, un cuțit și o pila.

Aceste materiale vor fi destul de suficiente pentru lucrările viitoare.

Deci, pentru un dispozitiv laser, în primul rând, este necesar să selectați o unitate DVD-RW cu o defecțiune mecanică, deoarece diodele optice trebuie să fie în stare bună. Dacă nu aveți un drive uzat, va trebui să îl cumpărați de la oameni care îl vând pentru piese.

Când cumpărați, rețineți că majoritatea unităților de la producătorul Samsung nu sunt potrivite pentru fabricarea unui laser de tăiere. Cert este că această companie produce unități DVD cu diode care nu sunt protejate de influențele externe. Absența unei carcase speciale înseamnă că dioda laser este supusă stresului termic și contaminării. Poate fi deteriorat cu o atingere ușoară a mâinii.

Figura 2. Laser de pe o unitate DVD-RW.

Cea mai bună opțiune pentru un laser este o unitate de la producătorul LG. Fiecare model este echipat cu un cristal cu un grad diferit de putere. Această cifră este determinată de viteza de ardere a DVD-urilor cu două straturi. Este extrem de important ca unitatea să fie o unitate de înregistrare, deoarece conține un emițător de infraroșu, care este necesar pentru a face un laser. Cel obișnuit nu va funcționa, deoarece este destinat doar citirii informațiilor.

DVD-RW 16X este echipat cu un cristal roșu de 180-200mW. O unitate de viteză de 20X conține o diodă de 250-270 mW. Înregistratoarele de mare viteză de tip 22X sunt echipate cu optic laser cu o putere de până la 300 mW.

Înapoi la index

Dezasamblarea unei unități DVD-RW

Acest proces trebuie făcut cu mare grijă, deoarece piesele interne sunt fragile și ușor de deteriorat. După ce ați demontat carcasa, veți observa imediat detaliul necesar, arată ca o mică bucată de sticlă situată în interiorul căruciorului mobil. Baza acestuia trebuie îndepărtată, este prezentat în Fig. 1. Acest element conține o lentilă optică și două diode.

În această etapă, trebuie imediat avertizat că fasciculul laser este extrem de periculos pentru vederea umană.

Cu o lovitură directă asupra lentilei, acesta dăunează terminațiilor nervoase și o persoană poate rămâne oarbă.

Fasciculul laser are o proprietate de orbire chiar și la o distanță de 100 m, așa că este important să fii atent unde îl îndrepti. Amintiți-vă că sunteți responsabil pentru sănătatea celorlalți în timp ce un astfel de dispozitiv este în mâinile dumneavoastră!

Figura 3. Cipul LM-317.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să știți că dioda laser poate fi deteriorată nu numai prin manipulare neglijentă, ci și prin căderi de tensiune. Acest lucru se poate întâmpla în câteva secunde, motiv pentru care diodele funcționează pe o sursă constantă de electricitate. Când tensiunea crește, LED-ul din dispozitiv își depășește norma de luminozitate, drept urmare rezonatorul este distrus. Astfel, dioda își pierde capacitatea de a se încălzi, devine o lanternă obișnuită.

Cristalul este afectat și de temperatura din jurul lui, atunci când scade, performanța laserului crește la o tensiune constantă. Dacă depășește norma standard, rezonatorul este distrus după un principiu similar. Mai rar, dioda este deteriorată de schimbări bruște, care sunt cauzate de pornirea și oprirea frecventă a dispozitivului într-o perioadă scurtă.

După îndepărtarea cristalului, este necesar să-i bandajezi imediat capetele cu fire goale. Acest lucru este necesar pentru a crea o conexiune între ieșirile sale de tensiune. La aceste ieșiri trebuie să lipiți un mic condensator de 0,1 uF cu polaritate negativă și 100 uF cu polaritate pozitivă. După această procedură, puteți îndepărta firele înfășurate. Acest lucru va ajuta la protejarea diodei laser de tranzitorii și electricitatea statică.

Înapoi la index

Nutriție

Inainte de a crea o baterie pentru dioda trebuie avut in vedere ca aceasta trebuie alimentata de la 3V si consuma pana la 200-400 mA, in functie de viteza aparatului de inregistrare. Trebuie evitată conectarea cristalului direct la baterii, deoarece aceasta nu este o lampă simplă. Se poate deteriora chiar și sub influența bateriilor obișnuite. Dioda laser este un element independent, care este alimentat de electricitate printr-un rezistor de reglare.

Sistemul de alimentare poate fi reglat în trei moduri, cu diferite grade de complexitate. Fiecare dintre ele implică reîncărcare de la o sursă de tensiune constantă (baterii).

Prima metodă implică reglarea energiei electrice cu un rezistor. Rezistența internă a dispozitivului se măsoară prin detectarea tensiunii în timpul trecerii prin diodă. Pentru unitățile cu o viteză de scriere de 16X, 200 mA va fi suficient. Cu o creștere a acestui indicator, există posibilitatea de a strica cristalul, așa că ar trebui să rămâneți la valoarea maximă de 300 mA. Ca sursa de alimentare, se recomanda folosirea unei baterii de telefon sau baterii de tip AAA.

Avantajele acestei scheme de alimentare sunt simplitatea și fiabilitatea. Printre deficiențe, se remarcă disconfortul cu reîncărcarea regulată a bateriei de la telefon și dificultatea de a plasa bateriile în dispozitiv. În plus, este dificil să se determine momentul potrivit pentru a reîncărca sursa de alimentare.

Figura 4. Cipul LM-2621.

Dacă utilizați trei baterii AA, acest circuit poate fi echipat cu ușurință într-un pointer laser fabricat în China. Designul final este prezentat în Figura 2, două rezistențe de 1 ohm în serie și doi condensatori.

Pentru a doua metodă, se folosește cipul LM-317. Acest mod de aranjare a sistemului de alimentare este mult mai complicat decât precedentul; este mai potrivit pentru un tip staționar de sisteme laser. Schema se bazează pe fabricarea unui driver special, care este o placă mică. Este conceput pentru a limita curentul electric și a crea puterea necesară.

Circuitul pentru conectarea cipul LM-317 este prezentat în Fig. 3. Va necesita elemente precum un rezistor variabil de 100 ohmi, 2 rezistențe de 10 ohmi, o diodă din seria 1H4001 și un condensator de 100 microfarad.

Driverul bazat pe acest circuit menține puterea electrică (7V) indiferent de sursa de alimentare și de temperatura ambiantă. În ciuda complexității dispozitivului, acest circuit este considerat cel mai ușor de asamblat acasă.

A treia metodă este cea mai portabilă, ceea ce o face metoda preferată dintre toate. Oferă energie de la două baterii AAA, menținând un nivel constant de tensiune aplicat diodei laser. Sistemul păstrează puterea chiar și atunci când bateriile sunt descărcate.

Când bateria este complet descărcată, circuitul va înceta să mai funcționeze și o tensiune mică va trece prin diodă, care va fi caracterizată printr-o strălucire slabă a fasciculului laser. Acest tip de alimentare este cel mai economic, cu o eficiență de 90%.

Pentru a implementa un astfel de sistem de alimentare, veți avea nevoie de un cip LM-2621, care este găzduit într-un pachet de 3 × 3 mm. Prin urmare, este posibil să întâmpinați anumite dificultăți în timpul lipirii pieselor. Dimensiunea finală a plăcii depinde de abilitățile și dexteritatea dvs., deoarece detaliile pot fi plasate chiar și pe o placă de 2 × 2 cm. Placa finită este prezentată în Fig. 4.

Inductorul poate fi luat de la o sursă de alimentare convențională pentru un computer desktop. Un fir cu o secțiune transversală de 0,5 mm este înfășurat pe acesta cu un număr de spire de până la 15 spire, așa cum se arată în figură. Diametrul clapetei de accelerație din interior va fi de 2,5 mm.

Pentru placă este potrivită orice diodă Schottky cu o valoare de 3 A. De exemplu, 1N5821, SB360, SR360 și MBRS340T3. Puterea furnizată diodei este reglată de rezistor. În timpul procesului de reglare, se recomandă conectarea acestuia cu un rezistor variabil de 100 ohmi. Când verificați performanța, cel mai bine este să utilizați o diodă laser uzată sau inutilă. Indicatorul curent de putere rămâne același ca în diagrama anterioară.

După ce ați ales metoda cea mai potrivită, o puteți actualiza dacă aveți abilitățile necesare pentru aceasta. Dioda laser trebuie plasată pe un radiator miniatural, astfel încât să nu se supraîncălzească atunci când tensiunea crește. După finalizarea asamblarii sistemului de alimentare, trebuie să aveți grijă de instalarea sticlei optice.

Secțiuni