Ako si vyrobiť laser vlastnými rukami doma: tipy. Čo môžete vyrobiť laserom na kov Vyrobte si laser doma

Domov

Čerpacie stanice

Výroba výkonného horiaceho lasera vlastnými rukami je jednoduchá úloha, ale okrem schopnosti používať spájkovačku bude potrebná starostlivosť a presnosť prístupu. Hneď je potrebné poznamenať, že hlboké znalosti elektrotechniky tu nie sú potrebné a zariadenie si môžete vyrobiť aj doma. Hlavnou vecou pri práci je dodržiavanie bezpečnostných opatrení, pretože vystavenie laserovému lúču je škodlivé pre oči a pokožku.

Laser je nebezpečná hračka, ktorá môže byť pri neopatrnom používaní zdraviu škodlivá. Nemierte laserom na ľudí alebo zvieratá!

Čo sa bude vyžadovať?

Každý laser možno rozdeliť do niekoľkých komponentov:

žiarič svetelného toku;
optika;
zdroj energie;
stabilizátor prúdu prúdu (ovládač).

Ak chcete vyrobiť výkonný domáci laser, budete musieť zvážiť všetky tieto komponenty samostatne. Najpraktickejší a najjednoduchší na zostavenie je laser založený na laserovej dióde a v tomto článku ho zvážime.

Kde môžem získať diódu pre laser?

Pracovným telom akéhokoľvek lasera je laserová dióda. Môžete si ho kúpiť takmer v každom obchode s rádiami alebo ho získať z nefunkčnej jednotky CD. Faktom je, že nefunkčnosť pohonu je zriedka spojená so zlyhaním laserovej diódy. Ak máte k dispozícii pokazený disk, môžete získať požadovaný prvok bez dodatočných nákladov. Treba ale počítať s tým, že jeho typ a vlastnosti závisia od úpravy disku.

Najslabší laser pracujúci v infračervenej oblasti je inštalovaný v CD-ROM mechanikách. Jeho výkon stačí len na čítanie CD a lúč je takmer neviditeľný a nedokáže prepáliť predmety. CD-RW má výkonnejšiu laserovú diódu, vhodnú na napaľovanie a dimenzovanú na rovnakú vlnovú dĺžku. Považuje sa za najnebezpečnejší, keďže vyžaruje lúč v spektre neviditeľnom pre oči.

DVD-ROM mechanika je vybavená dvomi slabými laserovými diódami, ktoré majú dostatok energie len na čítanie CD a DVD. Napaľovačka DVD-RW má vysokovýkonný červený laser. Jeho lúč je viditeľný v akomkoľvek svetle a môže ľahko zapáliť niektoré predmety.

BD-ROM má fialový alebo modrý laser, ktorý je parametrami podobný DVD-ROM náprotivku. Od zapisovačov BD-RE môžete získať najvýkonnejšiu laserovú diódu s krásnym fialovým alebo modrým lúčom, ktorý môže horieť. Je však dosť ťažké nájsť takýto pohon na demontáž a pracovné zariadenie je drahé.

Najvhodnejšia je laserová dióda prevzatá z DVD-RW napaľovačky. Najkvalitnejšie laserové diódy sú nainštalované v mechanikách LG, Sony a Samsung.

Čím vyššia je rýchlosť zápisu DVD mechaniky, tým výkonnejšia je laserová dióda v nej nainštalovaná.

Demontáž pohonu

Keď je pohon pred nimi, prvá vec, ktorú musíte urobiť, je odstrániť horný kryt odskrutkovaním 4 skrutiek. Potom sa odstráni pohyblivý mechanizmus, ktorý je umiestnený v strede a je spojený s doskou plošných spojov pomocou flexibilného kábla. Ďalším cieľom je laserová dióda spoľahlivo zalisovaná do žiariča z hliníka alebo duralovej zliatiny. Pred jeho demontážou sa odporúča zabezpečiť ochranu pred statickou elektrinou. Za týmto účelom sú vodiče laserovej diódy spájkované alebo ovinuté tenkým medeným drôtom.

Ďalej sú možné dve možnosti. Prvý zahŕňa prevádzku hotového lasera vo forme stacionárnej inštalácie spolu so štandardným žiaričom. Druhou možnosťou je zostavenie zariadenia do tela prenosnej baterky alebo laserového ukazovátka. V tomto prípade budete musieť použiť silu, aby ste prehryzli alebo prerezali radiátor bez poškodenia vyžarovacieho prvku.

Vodič

Napájanie lasera treba brať zodpovedne. Rovnako ako pri LED, aj tu musí ísť o zdroj konštantného prúdu. Na internete je veľa obvodov, ktoré sú napájané batériou alebo batériou cez obmedzovací odpor. Dostatočnosť takéhoto riešenia je pochybná, pretože napätie na batérii alebo batérii sa mení v závislosti od úrovne nabitia. V súlade s tým sa prúd pretekajúci laserovou emitujúcou diódou bude značne líšiť od menovitej hodnoty. V dôsledku toho zariadenie nebude efektívne pracovať pri nízkych prúdoch a pri vysokých prúdoch to povedie k rýchlemu zníženiu intenzity jeho žiarenia.

Najlepšou možnosťou je použiť najjednoduchší stabilizátor prúdu postavený na základe. Tento mikroobvod patrí do kategórie univerzálnych integrovaných stabilizátorov so schopnosťou nezávislého nastavenia prúdu a napätia na výstupe. Mikroobvod pracuje v širokom rozsahu vstupných napätí: od 3 do 40 voltov.

Analógom LM317 je domáci čip KR142EN12.

Pre prvý laboratórny experiment je vhodná schéma uvedená nižšie. Výpočet jediného odporu v obvode sa vykonáva podľa vzorca: R = I / 1,25, kde I je menovitý prúd lasera (referenčná hodnota).

Niekedy je na výstupe stabilizátora paralelne s diódou inštalovaný polárny kondenzátor 2200 uFx16 V a nepolárny kondenzátor 0,1 uF. Ich účasť je opodstatnená v prípade napájania napätia na vstup zo stacionárneho zdroja, ktorému môže chýbať nepodstatná premenná zložka a impulzný šum. Jeden z týchto obvodov, navrhnutý na napájanie batériou Krona alebo malou batériou, je uvedený nižšie.

Diagram ukazuje približnú hodnotu odporu R1. Pre jeho presný výpočet musíte použiť vyššie uvedený vzorec.

Po zostavení elektrického obvodu môžete vykonať predbežné zahrnutie a ako dôkaz funkčnosti obvodu pozorovať jasne červené rozptýlené svetlo emitujúcej diódy. Po meraní skutočného prúdu a teploty puzdra stojí za to premýšľať o potrebe inštalácie radiátora. Ak sa má laser používať v stacionárnej inštalácii pri vysokých prúdoch po dlhú dobu, je potrebné zabezpečiť pasívne chladenie. Teraz, na dosiahnutie cieľa, zostáva veľmi málo: zamerať sa a získať úzky lúč vysokej sily.

Optika

Z vedeckého hľadiska je čas postaviť jednoduchý kolimátor, zariadenie na získavanie lúčov paralelných svetelných lúčov. Ideálnou možnosťou na tento účel by bol štandardný objektív odobratý z mechaniky. S jeho pomocou môžete získať pomerne tenký laserový lúč s priemerom asi 1 mm. Množstvo energie takéhoto lúča stačí na to, aby v priebehu niekoľkých sekúnd prepálil papier, látku a lepenku, roztavil plast a spálil drevo. Ak zaostríte tenší lúč, potom tento laser dokáže rezať preglejku a plexisklo. Nastaviť a bezpečne upevniť šošovku z mechaniky je ale dosť náročné kvôli malej ohniskovej vzdialenosti.

Oveľa jednoduchšie je postaviť kolimátor na základe laserového ukazovátka. Okrem toho je možné do jeho puzdra umiestniť ovládač a malú batériu. Výstupom bude lúč s priemerom cca 1,5 mm s menším horiacim efektom. V hmlistom počasí alebo pri hustom snežení možno pozorovať neuveriteľné svetelné efekty nasmerovaním svetelného toku na oblohu.

Prostredníctvom internetového obchodu si môžete zakúpiť hotový kolimátor, špeciálne navrhnutý na montáž a nastavenie lasera. Jeho telo bude slúžiť ako radiátor. Keď poznáte rozmery všetkých komponentov zariadenia, môžete si kúpiť lacnú LED baterku a použiť jej telo.

Na záver by som chcel pridať pár fráz o nebezpečenstve laserového žiarenia. Po prvé, laserový lúč nikdy nesmerujte do očí ľudí alebo zvierat. To vedie k vážnemu poškodeniu zraku. Po druhé, pri experimentovaní s červeným laserom noste zelené okuliare. Zabraňujú prechodu väčšiny červenej zložky spektra. Množstvo svetla, ktoré prejde okuliarmi, závisí od vlnovej dĺžky žiarenia. Pohľad na laserový lúč zboku bez ochranných prostriedkov je povolený len na krátky čas. V opačnom prípade sa môže objaviť bolesť v očiach.

Prečítajte si tiež

Niekedy môžete z nepotrebných vecí uložených doma urobiť niečo naozaj neuveriteľné a užitočné. Povaľuje sa vám doma stará DVD-RW (napaľovačka)? Ukážeme vám, ako si doma vyrobiť výkonný laser požičiavaním prvkov z neho.

Bezpečnosť

Zariadenie, s ktorým skončíme, nie je neškodná hračka! Pred vytvorením lasera sa postarajte o svoju bezpečnosť: zasiahnutie lúča do očí je škodlivé pre sietnicu, najmä ak je vynález silný. Preto vám odporúčame vykonávať všetky práce v špeciálnych ochranných okuliaroch, ktoré vám zachránia zrak, ak sa niečo pokazí a omylom nasmerujete laserový lúč do seba alebo do očí kamaráta.

Keď budete laser používať v budúcnosti, nezabudnite na tieto jednoduché bezpečnostné opatrenia:

Nemierte laserovým lúčom na horľavé alebo výbušné predmety.
Nesvieti na reflexné povrchy (sklá, zrkadlá).
Aj laserový lúč vystrelený zo vzdialenosti až 100 m predstavuje nebezpečenstvo pre sietnicu človeka a zvieraťa.

Práca s laserovým modulom

Hlavná vec, ktorú potrebujeme, je horák. Upozorňujeme, že čím vyššia je rýchlosť zápisu, tým výkonnejší bude náš DVD laser. Je samozrejmé, že po odstránení laserového modulu sa zariadenie stane nefunkčným, preto rozoberajte len také zariadenie, ktoré už nepotrebujete.

A teraz začíname:

Prvá časť našej práce je za nami. Prejdime k ďalšiemu dôležitému kroku.

Zostavenie obvodu zariadenia

Potrebujeme obvod, aby sme mohli ovládať výkon nášho zariadenia. V opačnom prípade jednoducho vyhorí pri prvom použití. Nižšie uvidíte nákres pre laser.

Pre naše zariadenie je závesná montáž celkom vhodná. A teraz prejdime k napájaniu laseru pre domácich majstrov.

Napájanie zariadenia

Budeme potrebovať minimálne 3,7 V. Staré batérie z mobilných telefónov, tužkové batérie nám to dokážu zabezpečiť. Je len potrebné ich spojiť paralelne medzi sebou. Na kontrolu činnosti prístroja alebo stacionárneho laserového ukazovátka je vhodný stabilizačný zdroj.

V tejto fáze už môžete otestovať fungovanie zariadenia. Nasmerujte ho na stenu, podlahu a zapnite napájanie. Mali by ste vidieť veľa jasne červenkastej farby. V tme vyzerá ako výkonná infračervená baterka.

Môžete vidieť, že zatiaľ čo žiara je ďaleko od lasera: lúč je príliš široký; žiada, aby sa sústredil. To je to, čo budeme robiť ďalej.

Šošovka na zaostrenie laserového lúča

Na úpravu ohniskovej vzdialenosti si vystačíte s objektívom zapožičaným z rovnakej DVD-RW mechaniky.

Teraz znova pripojte napájanie zariadenia a nasmerujte jeho svetlo na akýkoľvek povrch cez túto šošovku. Stalo? Potom prejdeme do poslednej fázy práce - umiestnenie všetkých prvkov do pevného puzdra.

Výroba puzdra

Mnohí, ktorí radia, ako vyrobiť laser, hovoria, že najjednoduchšie je umiestniť modul do puzdra od malej baterky alebo čínskeho laserového ukazovátka. Kde, mimochodom, už je šošovka. Poďme si však rozobrať situáciu, ak ani jedno, ani druhé nebolo po ruke.

Ako možnosť - umiestnite prvky do hliníkového profilu. Ľahko sa píli pílkou na železo, modeluje sa kliešťami. Môžete sem pridať aj malú prstovú batériu. Ako to urobiť, fotografia nižšie vás prevedie.

Nezabudnite izolovať všetky kontakty. Ďalším krokom je upevnenie šošovky v puzdre. Najjednoduchšie je namontovať ho na plastelínu - takže môžete nastaviť najúspešnejšiu polohu. V niektorých prípadoch sa dosiahne lepší efekt, ak šošovku otočíte k laserovej dióde vypuklou stranou.

Zapnite laser a nastavte jasnosť lúča. Keď ste s výsledkami spokojní, zaistite šošovku v puzdre. Potom ho úplne zatvorte, napríklad pevne omotajte elektrickou páskou.

Ako vyrobiť laser: alternatívny spôsob

My vám ponúkneme iný, trochu iný spôsob, ako si vyrobiť domáci výkonný laser. Budete potrebovať nasledovné:

DVD-RW mechanika s rýchlosťou záznamu 16x alebo viac.
Batérie s tromi prstami.
Kondenzátory 100 mF a 100 pF.
Odpor od 2 do 5 ohmov.
Drôty.
Spájkovačka.
Laserové ukazovátko (alebo akýkoľvek iný kolimátor – tak sa volá modul so šošovkou).
Oceľové LED svietidlo.

Teraz sa pozrime, ako vyrobiť laser pomocou tejto metódy:

Laserový modul umiestnený vo vozíku zariadenia vyberte z mechaniky už popísaným spôsobom. Nezabudnite ho chrániť pred statickou elektrinou omotaním výstupov tenkým drôtom alebo antistatickým remienkom na zápästie.
Podľa vyššie uvedenej schémy spájkujte ovládač - dosku, ktorá prinesie nášmu domácemu produktu požadovaný výkon. Venujte veľkú pozornosť polarite, aby ste nepoškodili citlivú laserovú diódu.
V tomto kroku otestujeme výkon novovybudovaného ovládača. Ak je laserový modul z modelu s rýchlosťou 16x, tak mu stačí prúd 300-350 mA. Ak je vyššia (až 22x), zastavte sa na 500 mA.
Po overení, či je ovládač vhodný, je potrebné ho umiestniť do puzdra. Môže to byť buď základňa z čínskeho laserového ukazovátka s už namontovanou šošovkou, alebo vhodnejšie puzdro z LED baterky.

Laserové testovanie

A tu je to, čo vás zaujímalo, ako vyrobiť laser. Prejdime k praktickému testovaniu zariadenia. V žiadnom prípade ho nestrávte doma - iba na ulici, ďaleko od ohňa a výbušných predmetov, budov, mŕtveho dreva, hromady odpadu atď. Na experimenty potrebujeme papier, plast, rovnakú elektrickú pásku, preglejku.

Takže začnime:

Položte list papiera na asfalt, kameň, tehlu. Namierte naň už dobre zaostrený laserový lúč. Uvidíte, že po chvíli list začne dymiť a potom sa úplne rozsvieti.
Teraz prejdime k plastu - začne tiež dymiť z vystavenia laserovému lúču. Neodporúčame vykonávať takéto experimenty na dlhú dobu: produkty spaľovania tohto materiálu sú veľmi toxické.
Najzaujímavejšia skúsenosť je s preglejkou, plochou doskou. Zameraný laser môže vypáliť určitý nápis a kresliť naň.

Domáci laser je, samozrejme, jemná práca a rozmarný vynález. Preto je celkom možné, že vaše plavidlo čoskoro zlyhá, pretože sú preň dôležité určité skladovacie a prevádzkové podmienky, ktoré nie je možné zabezpečiť doma. Najvýkonnejšie lasery, ktoré dokážu bez problémov rezať kov, sa dajú zohnať len v špecializovaných laboratóriách, pre amatérov samozrejme nie sú dostupné. Veľmi nebezpečné je však aj klasické zariadenie – nasmerované z veľkej vzdialenosti do očí človeka alebo zvieraťa, blízko horľavého predmetu.

Dobrý deň dámy a páni. Dnes otváram sériu článkov o výkonných laseroch, pretože habrapoisk hovorí, že ľudia vyhľadávajú podobné články. Chcem vám povedať, ako si môžete doma vyrobiť pomerne výkonný laser, a tiež vás naučiť, ako túto silu využiť nielen pre „žiarenie v oblakoch“.

POZOR!

Článok popisuje výrobu vysokovýkonného lasera ( 300 mW ~ výkon 500 čínskych ukazovateľov), ktoré môžu poškodiť vaše zdravie a zdravie iných! Buďte mimoriadne opatrní! Používajte ochranné okuliare a nemierte laserovým lúčom na ľudí alebo zvieratá!

Poďme zistiť.

Na Habré len párkrát skĺzli články o prenosných laseroch Dragon Lasers, ako napríklad Hulk. V tomto článku vám poviem, ako môžete vyrobiť laser, ktorý nie je výkonovo horší ako väčšina modelov predávaných v tomto obchode.

Varenie.

Najprv musíte pripraviť všetky komponenty:
- nefunkčná (alebo fungujúca) DVD-RW mechanika s rýchlosťou záznamu 16x alebo vyššou;
- kondenzátory 100 pF a 100 mF;
- odpor 2-5 Ohm;
- tri batérie typu AAA;
- spájkovačka a drôty;
- kolimátor (alebo čínsky ukazovateľ);
- oceľové LED svietidlo.

Toto je nevyhnutné minimum na výrobu jednoduchého modelu ovládača. Ovládač je v skutočnosti doska, ktorá vydá našu laserovú diódu na požadovaný výkon. Nestojí za to pripojiť zdroj energie priamo k laserovej dióde - zlyhá. Laserová dióda musí byť napájaná prúdom, nie napätím.

Kolimátor je v skutočnosti modul so šošovkou, ktorá redukuje všetko žiarenie do úzkeho lúča. Hotové kolimátory sa dajú kúpiť v predajniach rádií. Tieto už majú okamžite vhodné miesto na inštaláciu laserovej diódy a cena je 200 - 500 rubľov.

Môžete použiť aj kolimátor z čínskeho ukazovátka, laserová dióda sa však bude ťažko opravovať a samotné telo kolimátora bude s najväčšou pravdepodobnosťou vyrobené z pokovovaného plastu. Takže naša dióda bude slabo chladená. Ale aj toto je možné. Túto možnosť nájdete na konci článku.

Robíme.

Najprv musíte získať samotnú laserovú diódu. Toto je veľmi krehká a malá časť našej DVD-RW mechaniky – buďte opatrní. Vo vozíku nášho pohonu je umiestnená výkonná červená laserová dióda. Od slabej ju rozoznáte väčším žiaričom, než má klasická IR dióda.

Odporúča sa použiť antistatický remienok na zápästie, pretože laserová dióda je veľmi citlivá na statickú elektrinu. Ak tam nie je žiadny náramok, potom môžete vodiče diódy omotať tenkým drôtikom, kým čaká na inštaláciu do puzdra.

Podľa tejto schémy musíte vodič spájkovať.

Neprepólujte! Laserová dióda tiež okamžite zlyhá, ak je polarita vstupného výkonu obrátená.

Diagram ukazuje kondenzátor 200 mF, avšak na prenosnosť stačí 50-100 mF.

Skúsime.

Pred inštaláciou laserovej diódy a montážou všetkého do puzdra skontrolujte výkon ovládača. Pripojte ďalšiu laserovú diódu (nefunkčnú alebo druhú z meniča) a zmerajte prúd pomocou multimetra. V závislosti od rýchlostných charakteristík je potrebné správne zvoliť silu prúdu. Pre 16x modely je 300-350mA celkom vhodné. Pre najrýchlejších 22x sa dá aplikovať aj 500mA, ale s úplne iným driverom, ktorého výrobu plánujem popísať v inom článku.

Vyzerá to hrozne, ale funguje to!

Estetika.

Laserom zostaveným podľa hmotnosti sa môžete pochváliť iba pred tými istými bláznivými techno-maniakmi, ale pre krásu a pohodlie je lepšie ho zostaviť do pohodlného puzdra. Tu je lepšie vybrať si spôsob, akým sa vám to páči. Celý obvod som namontoval do bežnej LED baterky. Jeho rozmery nepresahujú 10x4cm. Neodporúčam vám ho však nosiť so sebou: nikdy neviete, aké nároky môžu príslušné orgány uplatniť. A radšej skladujte v špeciálnom puzdre, aby sa na citlivú šošovku neprášilo.

Toto je možnosť s minimálnymi nákladmi - používa sa kolimátor z čínskeho ukazovateľa:

Použitie modulu vyrobeného vo výrobe prinesie nasledujúce výsledky:

Laserový lúč je viditeľný večer:

A samozrejme v tme:

Možno.

Áno, chcem povedať a v nasledujúcich článkoch ukázať, ako sa dajú takéto lasery použiť. Ako vyrobiť oveľa výkonnejšie exempláre, ktoré dokážu rezať kov a drevo a nielen podpaľovať zápalky a roztaviť plasty. Ako vytvoriť hologramy a skenovať objekty, aby ste získali modely 3D Studio Max. Ako vyrobiť výkonné zelené alebo modré lasery. Rozsah laserov je pomerne široký a jeden článok nestačí.

Treba pamätať.

Nezabudnite na bezpečnosť! Lasery nie sú hračky! Starajte sa o svoje oči!

Dnes budeme hovoriť o tom, ako si vyrobiť vlastný výkonný zelený alebo modrý laser doma z improvizovaných materiálov vlastnými rukami. Zvážime aj nákresy, schémy a zariadenie domácich laserových ukazovákov so zapaľovacím lúčom a dosahom až 20 km.

Základom laserového zariadenia je optický kvantový generátor, ktorý pomocou elektrickej, tepelnej, chemickej alebo inej energie vytvára laserový lúč.

Činnosť lasera je založená na fenoméne stimulovaného (indukovaného) žiarenia. Laserové žiarenie môže byť kontinuálne, s konštantným výkonom, alebo pulzné, dosahujúce extrémne vysoké špičkové výkony. Podstatou tohto javu je, že excitovaný atóm je schopný emitovať fotón pod vplyvom iného fotónu bez jeho absorpcie, ak sa energia tohto fotónu rovná rozdielu energií hladín atómu pred a po emisie. V tomto prípade je emitovaný fotón koherentný s fotónom, ktorý spôsobil žiarenie, teda je jeho presnou kópiou. Takto sa zosilňuje svetlo. Tento jav sa líši od spontánnej emisie, pri ktorej majú emitované fotóny náhodné smery šírenia, polarizácie a fázy.
Pravdepodobnosť, že náhodný fotón spôsobí stimulovanú emisiu excitovaného atómu, sa presne rovná pravdepodobnosti absorpcie tohto fotónu atómom v neexcitovanom stave. Preto je na zosilnenie svetla potrebné, aby v médiu bolo viac excitovaných atómov ako tých neexcitovaných. V rovnovážnom stave táto podmienka nie je splnená, preto sa používajú rôzne systémy čerpania aktívneho média lasera (optické, elektrické, chemické atď.). V niektorých schémach sa pracovný prvok lasera používa ako optický zosilňovač pre žiarenie z iného zdroja.

V kvantovom generátore nie je žiadny externý fotónový tok, inverzná populácia sa vytvára v ňom pomocou rôznych zdrojov čerpadiel. V závislosti od zdrojov existujú rôzne spôsoby čerpania:
optická - výkonná záblesková lampa;
výboj plynu v pracovnej látke (aktívne médium);
vstrekovanie (prenos) prúdových nosičov v polovodiči v zóne
rn prechody;
elektronické budenie (vákuové ožarovanie čistého polovodiča prúdom elektrónov);
tepelné (ohrievanie plynu s jeho následným rýchlym ochladením;
chemické (využívajúce energiu chemických reakcií) a niektoré ďalšie.

Primárnym zdrojom generovania je proces spontánnej emisie, preto na zabezpečenie kontinuity generácií fotónov je potrebné mať pozitívnu spätnú väzbu, vďaka ktorej emitované fotóny spôsobujú následné akty stimulovanej emisie. Na tento účel sa aktívne médium lasera umiestni do optického rezonátora. V najjednoduchšom prípade pozostáva z dvoch zrkadiel, z ktorých jedno je priesvitné - laserový lúč ním čiastočne vychádza z rezonátora.

Odrážajúc sa od zrkadiel, lúč žiarenia opakovane prechádza cez rezonátor a spôsobuje v ňom indukované prechody. Žiarenie môže byť kontinuálne alebo pulzné. Súčasne pomocou rôznych zariadení na rýchle vypínanie a zapínanie spätnej väzby a tým skrátenie periódy impulzu je možné vytvoriť podmienky na generovanie žiarenia s veľmi vysokým výkonom - to sú takzvané obrovské impulzy. Tento režim prevádzky lasera sa nazýva Q-spínaný režim.
Laserový lúč je koherentný, monochromatický, polarizovaný úzky lúč svetla. Jedným slovom je to lúč svetla vyžarovaný nielen synchrónnymi zdrojmi, ale aj vo veľmi úzkom rozsahu a smerovaný. Akýsi extrémne koncentrovaný svetelný tok.

Žiarenie generované laserom je monochromatické, pravdepodobnosť vyžarovania fotónu určitej vlnovej dĺžky je väčšia ako pravdepodobnosť vyžarovania fotónu v tesnej blízkosti spojenej s rozšírením spektrálnej čiary a pravdepodobnosť indukovaných prechodov pri tejto frekvencii má tiež maximum . Preto postupne v procese generovania budú fotóny danej vlnovej dĺžky dominovať nad všetkými ostatnými fotónmi. Navyše, vďaka špeciálnemu usporiadaniu zrkadiel sú v laserovom lúči uložené len tie fotóny, ktoré sa šíria v smere rovnobežnom s optickou osou rezonátora v malej vzdialenosti od nej, ostatné fotóny rýchlo opúšťajú objem rezonátora. . Laserový lúč má teda veľmi malý uhol divergencie. Nakoniec má laserový lúč presne definovanú polarizáciu. Na tento účel sa do rezonátora zavedú rôzne polarizátory, napríklad to môžu byť ploché sklenené dosky inštalované v Brewsterovom uhle k smeru šírenia laserového lúča.

Aká pracovná kvapalina sa v laseri používa, závisí od jeho pracovnej vlnovej dĺžky, ako aj od ďalších vlastností. Pracovné telo je „pumpované“ energiou, aby sa získal efekt inverzie populácie elektrónov, čo spôsobuje stimulovanú emisiu fotónov a efekt optického zosilnenia. Najjednoduchšou formou optického rezonátora sú dve paralelné zrkadlá (môžu byť aj štyri alebo viac) umiestnené okolo pracovného telesa lasera. Stimulované žiarenie pracovného tela sa odráža späť od zrkadiel a opäť sa zosilňuje. Až do okamihu výstupu von sa vlna môže mnohokrát odrážať.

Stručne teda sformulujme podmienky potrebné na vytvorenie zdroja koherentného svetla:

potrebujete pracovnú látku s inverzným počtom obyvateľov. Len potom je možné dosiahnuť zosilnenie svetla v dôsledku nútených prechodov;
pracovná látka by mala byť umiestnená medzi zrkadlá, ktoré poskytujú spätnú väzbu;
zisk daný pracovnou látkou, čo znamená, že počet excitovaných atómov alebo molekúl v pracovnej látke musí byť väčší ako prahová hodnota, ktorá závisí od koeficientu odrazu výstupného zrkadla.

Pri konštrukcii laserov možno použiť tieto typy pracovných telies:

Kvapalina. Používa sa ako pracovná kvapalina napríklad v farbiacich laseroch. Kompozícia obsahuje organické rozpúšťadlo (metanol, etanol alebo etylénglykol), v ktorom sú rozpustené chemické farbivá (kumarín alebo rodamín). Pracovná vlnová dĺžka kvapalinových laserov je určená konfiguráciou použitých molekúl farbiva.

Plyny. Najmä oxid uhličitý, argón, kryptón alebo zmesi plynov, ako v héliovo-neónových laseroch. „Pumpovanie“ energie týchto laserov sa najčastejšie uskutočňuje pomocou elektrických výbojov.
Pevné látky (kryštály a sklá). Pevný materiál takýchto pracovných telies sa aktivuje (leguje) pridaním malého množstva iónov chrómu, neodýmu, erbia alebo titánu. Bežne používané kryštály sú ytrium-hlinitý granát, ytrium-lítiumfluorid, zafír (oxid hlinitý) a silikátové sklo. Pevné lasery sú zvyčajne „pumpované“ zábleskovou lampou alebo iným laserom.

Polovodiče. Materiál, v ktorom môže byť prechod elektrónov medzi energetickými hladinami sprevádzaný žiarením. Polovodičové lasery sú veľmi kompaktné, „napumpované“ elektrickým prúdom, čo umožňuje ich použitie v spotrebiteľských zariadeniach, ako sú CD prehrávače.

Ak chcete zmeniť zosilňovač na generátor, musíte zorganizovať spätnú väzbu. V laseroch sa to dosahuje umiestnením účinnej látky medzi odrazové plochy (zrkadlá), ktoré tvoria takzvaný "otvorený rezonátor" vďaka tomu, že časť energie vyžarovanej účinnou látkou sa odráža od zrkadiel a opäť sa vracia späť. na účinnú látku.

V Lasere sa používajú optické dutiny rôznych typov - s plochými zrkadlami, sférické, kombinácie plochých a sférických atď. V optických dutinách poskytujúcich spätnú väzbu v Lasere sa vyskytujú iba určité určité typy oscilácií elektromagnetického poľa, ktoré sa nazývajú prirodzené oscilácie alebo režimy. rezonátora, môže byť vzrušený.

Módy sú charakterizované frekvenciou a tvarom, t.j. priestorovým rozložením kmitov. V rezonátore s plochými zrkadlami sú vybudené prevažne typy kmitov zodpovedajúce rovinným vlnám šíreným pozdĺž osi rezonátora. Systém dvoch paralelných zrkadiel rezonuje len pri určitých frekvenciách - a tiež plní v laseri rolu, ktorú hrá oscilačný obvod v konvenčných nízkofrekvenčných generátoroch.

Použitie otvoreného rezonátora (a nie uzavretého - uzavretá kovová dutina - charakteristika mikrovlnného rozsahu) je zásadné, pretože v optickom rozsahu rezonátor s rozmermi L = ? (L je charakteristická veľkosť rezonátora,? je vlnová dĺžka) sa jednoducho nedá vyrobiť a pre L >> ? uzavretý rezonátor stráca svoje rezonančné vlastnosti, keď sa počet možných režimov kmitania natoľko zväčší, že sa prekrývajú.

Absencia bočných stien výrazne znižuje počet možných typov kmitov (módov) v dôsledku skutočnosti, že vlny šíriace sa pod uhlom k osi rezonátora rýchlo prekračujú svoje hranice a umožňuje zachovať rezonančné vlastnosti rezonátora pri L >> ?. Rezonátor v laseri však poskytuje nielen spätnú väzbu tým, že vracia žiarenie odrazené od zrkadiel aktívnej látke, ale určuje aj spektrum laserového žiarenia, jeho energetické charakteristiky a smerovosť žiarenia.
V najjednoduchšej aproximácii rovinnej vlny je podmienka rezonancie v rezonátore s plochými zrkadlami taká, že po dĺžke rezonátora sa zmestí celočíselný počet polovičných vĺn: L=q(?/2) (q je celé číslo), čo vedie k výrazu pre frekvenciu typu kmitania s indexom q: ?q=q(C/2L). Výsledkom je, že emisné spektrum L. je spravidla súborom úzkych spektrálnych čiar, ktorých intervaly sú rovnaké a rovné c / 2L. Počet čiar (komponentov) pre danú dĺžku L závisí od vlastností aktívneho prostredia, t. j. od spektra spontánnej emisie pri použitom kvantovom prechode a môže dosiahnuť niekoľko desiatok a stoviek. Za určitých podmienok sa ukazuje, že je možné izolovať jednu spektrálnu zložku, t.j. implementovať režim generovania jedného režimu. Spektrálna šírka každého z komponentov je určená energetickými stratami v rezonátore a predovšetkým priepustnosťou a absorpciou svetla zrkadlami.

Frekvenčný profil zosilnenia v pracovnom médiu (je určený šírkou a tvarom čiary pracovného prostredia) a súbor vlastných frekvencií otvoreného rezonátora. U otvorených rezonátorov s vysokým faktorom kvality používaných v laseroch sa šírka pásma dutiny ??p, ktorá určuje šírku rezonančných kriviek jednotlivých módov a dokonca aj vzdialenosť medzi susednými módmi ??h, ukazuje byť menšia ako zisk. šírkou čiary ??h, a to aj v plynových laseroch, kde je rozšírenie čiary minimálne. Preto do zosilňovacieho obvodu spadá niekoľko typov kmitov rezonátora.

Laser teda nemusí nutne generovať na jednej frekvencii, častejšie, naopak, generuje súčasne pri niekoľkých typoch kmitov, pre aké zisky? viac strát v rezonátore. Aby laser pracoval na jednej frekvencii (v jednofrekvenčnom režime), je zvyčajne potrebné vykonať špeciálne opatrenia (napríklad zvýšiť straty, ako je znázornené na obrázku 3) alebo zmeniť vzdialenosť medzi zrkadlami tak, aby len jedna móda. Pretože v optike, ako je uvedené vyššie, ah > ap a frekvencia generovania v laseri je určená hlavne frekvenciou rezonátora, je potrebné stabilizovať rezonátor, aby sa frekvencia generovania udržala stabilná. Ak teda zisk v pracovnej látke pokrýva straty v rezonátore pri určitých typoch kmitov, dochádza na nich ku generovaniu. Zárodkom jeho výskytu je, ako v každom generátore, hluk, ktorý je v laseroch spontánnou emisiou.
Aby aktívne médium emitovalo koherentné monochromatické svetlo, je potrebné zaviesť spätnú väzbu, t.j. poslať časť svetelného toku emitovaného týmto médiom späť do média na stimulovanú emisiu. Pozitívna spätná väzba sa vykonáva pomocou optických rezonátorov, čo sú v základnej verzii dve koaxiálne (paralelné a pozdĺž rovnakej osi) zrkadlá, z ktorých jedno je priesvitné a druhé je "hluché", t.j. úplne odráža svetelný tok. Pracovná látka (aktívne médium), v ktorej sa vytvára inverzná populácia, je umiestnená medzi zrkadlá. Stimulované žiarenie prechádza aktívnym prostredím, je zosilnené, odráža sa od zrkadla, opäť prechádza prostredím a ďalej sa zosilňuje. Cez priesvitné zrkadlo sa časť žiarenia vyžaruje do vonkajšieho prostredia a časť sa odráža späť do média a opäť sa zosilňuje. Za určitých podmienok začne tok fotónov vo vnútri pracovnej látky lavínovo rásť a začne sa generovať monochromatické koherentné svetlo.

Princíp činnosti optického rezonátora, prevažujúci počet častíc pracovnej látky, reprezentovaný svetelnými kruhmi, je v základnom stave, t.j. na nižšej energetickej úrovni. Len malý počet častíc, reprezentovaných tmavými kruhmi, je v elektronicky excitovanom stave. Keď je pracovná látka vystavená čerpaciemu zdroju, hlavný počet častíc prejde do excitovaného stavu (počet tmavých kruhov sa zvýšil) a vytvorí sa inverzná populácia. Ďalej (obr. 2c) dochádza k spontánnej emisii niektorých častíc v elektronicky excitovanom stave. Žiarenie smerujúce pod uhlom k osi rezonátora opustí pracovnú látku a rezonátor. Žiarenie smerované pozdĺž osi rezonátora sa priblíži k povrchu zrkadla.

V polopriepustnom zrkadle cez neho časť žiarenia prejde do okolia a časť sa odrazí a opäť nasmeruje na pracovnú látku, pričom častice v excitovanom stave zapoja do procesu stimulovanej emisie.

Na „hluchom“ zrkadle sa celý tok lúčov odrazí a opäť prejde pracovnou látkou, pričom dôjde k vyžarovaniu všetkých zostávajúcich excitovaných častíc, čo odráža situáciu, keď všetky excitované častice odovzdali svoju nahromadenú energiu, a na výstupe rezonátora, na strane polopriepustného zrkadla sa vytvoril silný tok indukovaného žiarenia.

Medzi hlavné konštrukčné prvky laserov patrí pracovná látka s určitými energetickými hladinami ich základných atómov a molekúl, zdroj pumpy, ktorý vytvára inverznú populáciu v pracovnej látke, a optický rezonátor. Existuje veľké množstvo rôznych laserov, ale všetky majú rovnakú a navyše jednoduchú schému zapojenia zariadenia, ktorá je znázornená na obr. 3.

Výnimkou sú polovodičové lasery kvôli ich špecifickosti, pretože majú všetko špeciálne: fyziku procesov, čerpacie metódy a dizajn. Polovodiče sú kryštalické útvary. V samostatnom atóme má energia elektrónu presne definované diskrétne hodnoty, a preto sú energetické stavy elektrónu v atóme opísané v úrovniach. V polovodičovom kryštáli tvoria energetické hladiny energetické pásy. V čistom polovodiči, ktorý neobsahuje žiadne nečistoty, sú dva pásy: takzvaný valenčný pás a pás vodivosti umiestnený nad ním (na energetickej stupnici).

Medzi nimi je medzera zakázaných energetických hodnôt, ktorá sa nazýva pásmová medzera. Pri teplote polovodiča rovnej absolútnej nule musí byť valenčný pás úplne naplnený elektrónmi a vodivý pás musí byť prázdny. V reálnych podmienkach je teplota vždy nad absolútnou nulou. Ale zvýšenie teploty vedie k tepelnej excitácii elektrónov, niektoré z nich preskočia z valenčného pásma do vodivého pásma.

V dôsledku tohto procesu sa vo vodivom pásme objaví určitý (relatívne malý) počet elektrónov a zodpovedajúci počet elektrónov bude vo valenčnom pásme chýbať, kým sa úplne nenaplní. Prázdne miesto elektrónov vo valenčnom pásme predstavuje kladne nabitá častica, ktorá sa nazýva diera. Kvantový prechod elektrónu cez zakázané pásmo zdola nahor sa považuje za proces generovania páru elektrón-diera, pričom elektróny sú sústredené na spodnom okraji vodivého pásma a diery - na hornom okraji valenčného pásma. . Prechody cez zakázanú zónu sú možné nielen zdola nahor, ale aj zhora nadol. Tento proces sa nazýva rekombinácia elektrón-diera.

Keď je čistý polovodič ožiarený svetlom, ktorého energia fotónu o niečo presahuje zakázaný pás, môžu v polovodičovom kryštáli nastať tri typy interakcie svetla s látkou: absorpcia, spontánna emisia a stimulovaná emisia svetla. Prvý typ interakcie je možný, keď je fotón absorbovaný elektrónom umiestneným blízko horného okraja valenčného pásma. V tomto prípade bude energetická sila elektrónu dostatočná na prekonanie zakázaného pásma a kvantový prechod do vodivého pásma. Spontánna emisia svetla je možná pri samovoľnom návrate elektrónu z vodivého pásma do valenčného pásma s emisiou energetického kvanta - fotónu. Vonkajšie žiarenie môže iniciovať prechod do valenčného pásma elektrónu umiestneného blízko spodného okraja vodivého pásma. Výsledkom tohto tretieho typu interakcie svetla s polovodičovou substanciou bude zrodenie sekundárneho fotónu, identického svojimi parametrami a smerom pohybu s fotónom, ktorý inicioval prechod.

Na generovanie laserového žiarenia je potrebné vytvoriť v polovodiči inverznú populáciu „pracovných úrovní“ - vytvoriť dostatočne vysokú koncentráciu elektrónov na spodnom okraji vodivého pásma a podľa toho aj vysokú koncentráciu otvorov na okraji. valenčného pásma. Na tieto účely čisté polovodičové lasery zvyčajne využívajú čerpanie elektrónovým lúčom.

Zrkadlá rezonátora sú leštené hrany polovodičového kryštálu. Nevýhodou takýchto laserov je, že mnohé polovodičové materiály generujú laserové žiarenie len pri veľmi nízkych teplotách a bombardovanie polovodičových kryštálov elektrónovým lúčom spôsobuje jeho silné zahrievanie. To si vyžaduje dodatočné chladiace zariadenia, čo komplikuje konštrukciu zariadenia a zväčšuje jeho rozmery.

Vlastnosti dopovaných polovodičov sa výrazne líšia od vlastností nedopovaných čistých polovodičov. Je to spôsobené tým, že atómy niektorých nečistôt ľahko darujú jeden zo svojich elektrónov do vodivého pásma. Tieto nečistoty sa nazývajú donorové nečistoty a polovodič s takýmito nečistotami sa nazýva n-polovodič. Atómy iných nečistôt naopak zachytia jeden elektrón z valenčného pásma a takéto nečistoty sú akceptorom a polovodič s takýmito nečistotami je p-polovodič. Energetická hladina atómov nečistôt sa nachádza vo vnútri zakázaného pásma: pre n-polovodiče - neďaleko spodného okraja vodivého pásma, pre f-polovodiče - blízko horného okraja valenčného pásma.

Ak sa v tejto oblasti vytvorí elektrické napätie tak, že na strane p-polovodiča je kladný pól a na strane n-polovodiča záporný pól, potom pôsobením elektrického poľa elektróny z n -polovodič a otvory z p-polovodiča sa presunú (vstreknú) do oblasti pn - prechod.

Počas rekombinácie elektrónov a dier budú emitované fotóny a v prítomnosti optického rezonátora je možné generovanie laserového žiarenia.

Zrkadlá optického rezonátora sú leštené plochy polovodičového kryštálu, orientované kolmo na rovinu prechodu pn. Takéto lasery sa vyznačujú miniaturizáciou, keďže rozmery polovodičového aktívneho prvku môžu byť okolo 1 mm.

V závislosti od uvažovanej funkcie sú všetky lasery rozdelené nasledovne).

Prvý znak. Je zvykom rozlišovať medzi laserovými zosilňovačmi a generátormi. V zosilňovačoch je slabé laserové žiarenie privádzané na vstup a na výstupe je zodpovedajúcim spôsobom zosilnené. V generátoroch nie je žiadne vonkajšie žiarenie, vzniká v pracovnej látke jej budením pomocou rôznych čerpacích zdrojov. Všetky lekárske laserové zariadenia sú generátory.

Druhým znakom je fyzikálny stav pracovnej látky. V súlade s tým sa lasery delia na pevné (rubín, zafír atď.), plynové (hélium-neón, hélium-kadmium, argón, oxid uhličitý atď.), kvapalné (kvapalné dielektrikum s nečistotami pracujúcimi atómami vzácnych kovy zemín) a polovodičové (arzenid-gálium, arzenid-fosfid-gálium, selenid-olovo atď.).

Spôsob budenia pracovnej látky je tretím rozlišovacím znakom laserov. V závislosti od zdroja budenia existujú lasery s optickým čerpaním, s čerpaním v dôsledku výboja plynu, elektronickou excitáciou, vstrekovaním nosiča náboja, s tepelným, chemickým čerpaním a niektoré ďalšie.

Emisné spektrum lasera je ďalším znakom klasifikácie. Ak je žiarenie sústredené v úzkom rozsahu vlnových dĺžok, potom je zvykom považovať laser za monochromatický a v jeho technických údajoch je uvedená špecifická vlnová dĺžka; ak je v širokom rozsahu, potom by sa mal laser považovať za širokopásmový a mal by sa uviesť rozsah vlnových dĺžok.

Podľa charakteru vyžarovanej energie sa rozlišujú pulzné lasery a lasery s kontinuálnou vlnou. Pojmy pulzný laser a laser s frekvenčnou moduláciou kontinuálneho žiarenia by sa nemali zamieňať, pretože v druhom prípade dostávame v skutočnosti nespojité žiarenie rôznych frekvencií. Impulzné lasery majú vysoký výkon v jedinom impulze, dosahujúci 10 W, pričom ich priemerný impulzný výkon, určený zodpovedajúcimi vzorcami, je relatívne nízky. Pre cw lasery s frekvenčnou moduláciou je výkon v takzvanom pulze nižší ako výkon kontinuálneho žiarenia.

Podľa priemerného výstupného výkonu žiarenia (ďalší klasifikačný znak) sa lasery delia na:

· vysokoenergetický (vytvorený hustota toku žiarenia výkon na povrchu objektu alebo biologického objektu - viac ako 10 W/cm2);

stredná energia (vytvorená hustota toku žiarenia - od 0,4 do 10 W / cm2);

· nízkoenergetický (vytvorený výkon žiarenia s hustotou toku - menej ako 0,4 W/cm2).

mäkké (vytvorená energetická expozícia - E alebo hustota toku energie na ožiarenom povrchu - do 4 mW/cm2);

priemer (E - od 4 do 30 mW / cm2);

tvrdý (E - viac ako 30 mW / cm2).

V súlade s hygienickými normami a pravidlami pre konštrukciu a prevádzku laserov č. 5804-91, podľa stupňa nebezpečenstva vznikajúceho žiarenia pre obsluhujúci personál, sú lasery rozdelené do štyroch tried.

Lasery prvej triedy zahŕňajú také technické zariadenia, ktorých výstupné kolimované (obsiahnuté v obmedzenom priestorovom uhle) žiarenie nepredstavuje nebezpečenstvo pri ožiarení pre oči a pokožku človeka.

Lasery druhej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné pri ožiarení očí priamym a zrkadlovo odrazeným žiarením.

Lasery tretej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné, keď sú oči vystavené priamemu a zrkadlovo odrazenému, ako aj difúzne odrazenému žiareniu vo vzdialenosti 10 cm od difúzne odrážajúceho povrchu a (alebo) pri vystavení pokožky na priame a zrkadlovo odrazené žiarenie.

Lasery štvrtej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné pri vystavení pokožky difúzne odrazenému žiareniu vo vzdialenosti 10 cm od difúzne odrážajúceho povrchu.

Človek sa naučil mnohé technické vynálezy pozorovaním prírodných javov, ich analýzou a aplikovaním získaných poznatkov v okolitej realite. Takže človek dostal schopnosť zapáliť oheň, vytvoril koleso, naučil sa vyrábať elektrinu, získal kontrolu nad jadrovou reakciou.

Na rozdiel od všetkých týchto vynálezov nemá laser v prírode žiadne analógy. Jeho vznik bol spojený výlučne s teoretickými predpokladmi v rámci vznikajúcej kvantovej fyziky. Existenciu princípu, ktorý tvoril základ lasera, predpovedal začiatkom 20. storočia najväčší vedec Albert Einstein.

Slovo "laser" sa objavilo ako výsledok redukcie piatich slov popisujúcich podstatu fyzikálneho procesu na prvé písmená. V ruskej verzii sa tento proces nazýva „zosilnenie svetla pomocou stimulovanej emisie“.

Podľa princípu fungovania je laser kvantový generátor fotónov. Podstatou javu, ktorý je podstatou tohto javu, je, že pôsobením energie vo forme fotónu vyžaruje atóm ďalší fotón, ktorý je v smere pohybu, fáze a polarizácii identický s prvým. Výsledkom je zosilnenie vyžarovaného svetla.

Tento jav je nemožný v podmienkach termodynamickej rovnováhy. Na vytvorenie indukovaného žiarenia sa používajú rôzne metódy: elektrické, chemické, plynové a iné. Lasery používané v domácnosti (laserové diskové jednotky, laserové tlačiarne). polovodičovú metódu stimulácia žiarenia pôsobením elektrického prúdu.

Princíp činnosti spočíva v prechode prúdu vzduchu cez ohrievač do rúrky teplovzdušnej pištole a po dosiahnutí nastavených teplôt vstupuje do spájkovanej časti cez špeciálne trysky.

V prípade poruchy je možné zvárací invertor opraviť vlastnými rukami. Môžete si prečítať tipy na opravu.

Okrem toho je nevyhnutnou súčasťou každého plnohodnotného lasera optický rezonátor, ktorého funkciou je zosilniť lúč svetla jeho viacnásobným odrazom. Na tento účel sa v laserových systémoch používajú zrkadlá.

Malo by sa povedať, že vytvorenie skutočného výkonného lasera vlastnými rukami doma je nereálne. Na to je potrebné mať špeciálne znalosti, vykonávať zložité výpočty a mať dobrú materiálnu a technickú základňu.

Napríklad laserové stroje, ktoré dokážu rezať kov, sú extrémne horúce a vyžadujú extrémne chladiace opatrenia vrátane použitia tekutého dusíka. Zariadenia na kvantovom princípe sú navyše mimoriadne vrtošivé, vyžadujú najjemnejšie ladenie a neznesú ani najmenšiu odchýlku od požadovaných parametrov.

Komponenty potrebné na montáž

Na zostavenie laserového obvodu vlastnými rukami budete potrebovať:

Prepisovateľný DVD-ROM (RW). Obsahuje červenú laserovú diódu s výkonom 300 mW. Môžete použiť laserové diódy od BLU-RAY-ROM-RW - vyžarujú fialové svetlo s výkonom 150 mW. Pre naše účely sú najlepšie ROM tie s vyššou rýchlosťou zápisu: sú výkonnejšie.
Pulz NCP1529. Prevodník vydáva prúd 1A, stabilizuje napätie v rozsahu 0,9-3,9V. Tieto indikátory sú ideálne pre našu laserovú diódu, ktorá vyžaduje konštantné napätie 3V.
Kolimátor pre získanie rovnomerného lúča svetla. Teraz je v predaji množstvo laserových modulov od rôznych výrobcov, vrátane kolimátorov.
Výstupná šošovka z ROM.
Bývanie, napríklad z laserového ukazovátka alebo baterky.
Drôty.
Batérie 3,6V.

Na pripojenie častí bude potrebné určiť, ktorý kábel je fázový a kde je nula a zem. To pomôže takému nástroju, ako je.

Týmto spôsobom je možné zostaviť najjednoduchší laser. Čo dokáže taký remeselný „zosilňovač svetla“:

Zapáľte zápalku z diaľky.
Roztavte plastové vrecká a tenký papier.
Vyžarujte lúč na vzdialenosť viac ako 100 metrov.

Takýto laser je nebezpečný: nepopáli pokožku ani odev, ale môže poškodiť oči.

Preto musíte takéto zariadenie používať opatrne: nesvietiť na reflexné povrchy (zrkadlá, okuliare, reflektory) a vo všeobecnosti buďte veľmi opatrní - lúč môže spôsobiť poškodenie, ak zasiahne oko aj zo vzdialenosti jednej sto metrov.

Urob si sám laser na videu

Laser je nebezpečná hračka, ktorá môže byť pri neopatrnom používaní zdraviu škodlivá. Nemierte laserom na ľudí alebo zvieratá!

Čo sa bude vyžadovať?

Každý laser možno rozdeliť do niekoľkých komponentov:

žiarič svetelného toku;
optika;
zdroj energie;
stabilizátor prúdu prúdu (ovládač).

Kde môžem získať diódu pre laser?

Najvhodnejšia je laserová dióda prevzatá z DVD-RW napaľovačky. Najkvalitnejšie laserové diódy sú nainštalované v mechanikách LG, Sony a Samsung.

Čím vyššia je rýchlosť zápisu DVD mechaniky, tým výkonnejšia je laserová dióda v nej nainštalovaná.

Demontáž pohonu

Vodič

Najlepšou možnosťou je použiť najjednoduchší stabilizátor prúdu postavený na základni. Tento mikroobvod patrí do kategórie univerzálnych integrovaných stabilizátorov so schopnosťou nezávislého nastavenia prúdu a napätia na výstupe. Mikroobvod pracuje v širokom rozsahu vstupných napätí: od 3 do 40 voltov.

Analógom LM317 je domáci čip KR142EN12.

Diagram ukazuje približnú hodnotu odporu R1. Pre jeho presný výpočet musíte použiť vyššie uvedený vzorec.

Optika

Prečítajte si tiež

Rozhodli ste sa urobiť niečo neuveriteľné pomocou jednoduchých detailov? Laser sa v našej dobe nepovažuje za novinku, ale nie je ťažké ho vyrobiť doma. Povieme vám, ako si vyrobiť laser sami pomocou diskovej jednotky a bežnej baterky.

Pozor! Výkon lasera dosahuje až 250 miliwattov. Pred začatím experimentu dbajte na svoju bezpečnosť a nasaďte si ochranné okuliare (zváračské okuliare). Nikdy nesmerujte laserový lúč na ľudí alebo zvieratá, najmä na oči. Laser môže človeka zraniť.

Aby sme si sami vyrobili laser, potrebujeme:

1. Zariadenie na napaľovanie DVD diskov.
2. Laserové ukazovátko AixiZ (môžete si vziať ďalšie).
3. Skrutkovač.
4. Baterka.

Ako zistiť výkon laserovej diódy?

Výkon lasera môžete určiť podľa charakteristík rýchlosti zápisu dvojvrstvových diskov:

1. Rýchlosť 10X, výkon lasera 170-200 miliwattov.
2. Rýchlosť 16X, výkon lasera 250-270 miliwattov.

Poučenie. Ako vyrobiť laser?

Krok 1. Otočte jednotku DVD a otvorte kryt. Uvoľníme a vyberieme vozík (konštrukcia pohonu sa môže líšiť, ale každý pohon má dve vodidlá, po ktorých sa vozík pohybuje) a odpojíme všetky káble.

Krok 2. Po uvoľnení vozíka pristúpime k uvoľneniu skrutiek a častí, aby sme uvoľnili samotnú diódu. Pohon môže mať dva diódové lasery:

1. Na čítanie disku (infračervená dióda).
2. Na nahrávanie disku (červená dióda).

Na pravej dióde (červená) je pripevnená doska, na uvoľnenie diódy použite bežnú spájkovačku.

Krok č. 3. Po krátkom procese by sme diódu mali dostať v tejto podobe.

V každom dome je stará opotrebovaná technika. Niekto ho hodí na skládku a niektorí remeselníci sa ho snažia využiť na nejaké domáce vynálezy. Takže staré laserové ukazovátko sa dá dobre využiť - laserovú rezačku je možné vyrobiť vlastnými rukami.

Ak chcete vyrobiť skutočný laser z neškodnej drobnosti, musíte pripraviť nasledujúce položky:

laserové ukazovátko;
baterka s nabíjateľnými batériami;
stará, možno nefunkčná napaľovačka CD / DVD-RW. Hlavná vec je, že má pohon s pracovným laserom;
súprava skrutkovačov a spájkovačky. Je lepšie použiť značkovú frézu, ale pri absencii bežnej môže tiež fungovať.

Výroba laserovej rezačky

Najprv musíte odstrániť laserovú rezačku z jednotky. Táto práca nie je náročná, ale budete musieť byť trpezliví a venovať maximálnu pozornosť. Keďže obsahuje veľké množstvo drôtov, ich štruktúra je rovnaká. Pri výbere jednotky je dôležité zvážiť prítomnosť možnosti zápisu, pretože práve v tomto modeli môže laser robiť záznamy. Nahrávanie prebieha tak, že sa zo samotného disku odparí tenká vrstva kovu. V prípade, že laser pracuje na čítanie, používa sa v polovičnej sile a zvýrazní disk.

Pri demontáži horných upevňovacích prvkov nájdete vozík, v ktorom je umiestnený laser, ktorý sa môže pohybovať v dvoch smeroch. Treba ho opatrne odstrániť odskrutkovaním, je tam veľké množstvo odnímateľných zariadení a skrutiek, ktoré je dôležité opatrne odstrániť. Pre ďalšiu prácu je potrebná červená dióda, pomocou ktorej sa vykonáva spaľovanie. Na jeho odstránenie budete potrebovať spájkovačku a musíte tiež opatrne odstrániť upevňovacie prvky. Je dôležité poznamenať, že nevyhnutná súčasť na výrobu laserovej rezačky sa nedá otriasť a spadnúť, preto sa odporúča byť pri odstraňovaní laserovej diódy opatrný.

Ako sa odstráni hlavný prvok budúceho laserového modelu, musíte všetko starostlivo zvážiť a zistiť, kam ho umiestniť a ako k nemu pripojiť napájací zdroj, pretože laserová dióda na písanie potrebuje oveľa viac prúdu ako dióda z laserové ukazovátko a v tomto prípade môžete použiť niekoľko spôsobov.

Ďalej sa vymení dióda v ukazovateli. Na vytvorenie výkonného laserového ukazovátka je potrebné odstrániť natívnu diódu, na jej miesto je potrebné nainštalovať podobnú z jednotky CD / DVD-RW. Ukazovateľ sa postupne rozoberá. Mal by byť rozkrútený a rozdelený na dve časti, na vrchu je časť, ktorú je potrebné vymeniť. Stará dióda sa odstráni a na jej miesto sa nainštaluje potrebná dióda, ktorú je možné upevniť lepidlom. Existujú prípady, keď môže byť ťažké odstrániť starú diódu, v tejto situácii môžete použiť nôž a trochu potriasť ukazovateľom.

Ďalším krokom bude výroba nového puzdra. Aby sa dal budúci laser pohodlne používať, pripojte k nemu napájanie a dodali mu pôsobivý vzhľad, môžete použiť puzdro na baterku. Konvertovaná horná časť laserového ukazovátka je inštalovaná do baterky a napájaná je z dobíjacích batérií, ktorá je pripojená k dióde. Je dôležité neprepólovať napájací zdroj. Pred zložením baterky je potrebné odstrániť sklo a časti ukazovateľa, pretože nebude dobre viesť priamu dráhu laserového lúča.

Posledným krokom je príprava na použitie. Pred pripojením je potrebné skontrolovať pevnosť fixácie lasera, správne pripojenie polarity vodičov a či je laser vodorovný.

Po dokončení týchto jednoduchých krokov je laserová rezačka pripravená na použitie. Takýto laser sa dá použiť na prepálenie papiera, polyetylénu, na zapálenie zápaliek. Rozsah môže byť rozsiahly, všetko bude závisieť od fantázie.

Ďalšie body

Môžete vytvoriť výkonnejší laser. Na jeho výrobu budete potrebovať:

Jednotka DVD-RW, môže byť v nefunkčnom stave;
kondenzátory 100 pF a 100 mF;
odpor 2-5 ohmov;
tri nabíjateľné batérie;
drôty so spájkovačkou;
kolimátor;
oceľová LED baterka.

Ide o nekomplikovanú súpravu, ktorá sa dodáva s montážou ovládača, ktorý pomocou dosky uvedie laserovú rezačku na požadovaný výkon. Zdroj prúdu nemôže byť pripojený priamo k dióde, pretože sa okamžite zhorší. Je tiež dôležité zvážiť, že laserová dióda musí byť napájaná prúdom, nie napätím.

Kolimátor je puzdro vybavené šošovkou, vďaka ktorej sa všetky lúče zbiehajú do jedného úzkeho lúča. Takéto zariadenia sa kupujú v obchodoch s rádiovými dielmi. Sú pohodlné v tom, že už majú miesto na inštaláciu laserovej diódy a pokiaľ ide o náklady, sú pomerne malé, iba 200 - 500 rubľov.

Môžete, samozrejme, použiť puzdro z ukazovátka, do ktorého však bude ťažké pripevniť laser. Takéto modely sú vyrobené z plastového materiálu, čo povedie k zahrievaniu puzdra a nebude dostatočne chladené.

Princíp výroby je podobný predchádzajúcemu, pretože v tomto prípade je použitá aj laserová dióda z jednotky DVD-RW.

Pri výrobe musia byť použité antistatické remienky na zápästie.

Toto je potrebné na odstránenie statickej elektriny z laserovej diódy, je veľmi citlivá. Pri absencii náramkov si vystačíte s improvizovanými prostriedkami - okolo diódy môžete navinúť tenký drôt. Nasleduje vodič.

Pred zložením celého zariadenia sa skontroluje činnosť ovládača. V tomto prípade je potrebné pripojiť nepracujúcu alebo druhú diódu a merať silu dodávaného prúdu pomocou multimetra. Vzhľadom na rýchlosť prúdu je dôležité zvoliť jeho silu podľa noriem. Pre mnohé modely je použiteľný prúd 300-350 mA a pre rýchlejšie 500 mA, ale na to treba použiť úplne iný ovládač.

Samozrejme, že takýto laser môže zostaviť každý neprofesionálny technik, ale napriek tomu je pre krásu a pohodlie najrozumnejšie postaviť takéto zariadenie v estetickejšom prípade, a ktorý z nich sa dá použiť, si môže vybrať každý. Najpraktickejšie bude zostavenie v prípade LED baterky, keďže jej rozmery sú kompaktné, len 10x4 cm, no aj tak takéto zariadenie nemusíte nosiť vo vrecku, keďže si to môžu príslušné orgány nárokovať. Takéto zariadenie je najlepšie uložiť do špeciálneho puzdra, aby sa zabránilo zaprášeniu objektívu.

Je dôležité nezabudnúť, že zariadenie je druh zbrane, ktorý by sa mal používať opatrne a nemal by byť namierený na zvieratá a ľudí, pretože je veľmi nebezpečný a môže byť zdraviu škodlivý, najnebezpečnejší je smer v oči. Je nebezpečné dávať takéto zariadenia deťom.

Laser môže byť vybavený rôznymi zariadeniami a potom z neškodnej hračky vyjde pomerne silný zameriavač na zbrane, pneumatické aj strelné.

Tu je niekoľko jednoduchých tipov na výrobu laserovej rezačky. Po miernom vylepšení tohto dizajnu je možné vyrábať frézy na rezanie akrylového materiálu, preglejky a plastov a gravírovať.

Nie je žiadnym tajomstvom, že každý z nás v detstve chcel mať také zariadenie, ako je laserový stroj, ktorý dokáže rezať kovové tesnenia a prepaľovať steny. V modernom svete sa tento sen ľahko stáva skutočnosťou, pretože teraz je možné postaviť laser so schopnosťou rezať rôzne materiály.

Samozrejme, že doma nie je možné vyrobiť taký výkonný laserový stroj, ktorý prereže železo alebo drevo. Ale pomocou domáceho zariadenia môžete rezať papier, plastové tesnenie alebo tenký plast.

Pomocou laserového zariadenia môžete vypaľovať rôzne vzory na listy preglejky alebo na drevo. Dá sa použiť ako podsvietenie objektov nachádzajúcich sa v odľahlých oblastiach. Rozsah jeho uplatnenia môže byť zábavný aj užitočný pri stavebných a inštalačných prácach, nehovoriac o realizácii kreatívneho potenciálu v oblasti gravírovania do dreva či plexiskla.

Prečítajte si tiež:
Ako to urobiť správne.

Preskúmanie : ich klady a zápory.
rezací laser

Nástroje a príslušenstvo, ktoré budú potrebné na výrobu lasera vlastnými rukami:

Obrázok 1. Schéma laserovej LED.

chybná DVD-RW mechanika s funkčnou laserovou diódou;

laserové ukazovátko alebo prenosný kolimátor;

spájkovačka a malé drôty;

1 ohmový odpor (2 ks);

kondenzátory pre 0,1 uF a 100 uF;

AAA batérie (3 ks.);

malé nástroje ako skrutkovač, nôž a pilník.

Tieto materiály budú dosť pre nadchádzajúcu prácu.

Pre laserové zariadenie je teda v prvom rade potrebné vybrať mechaniku DVD-RW s mechanickou poruchou, pretože optické diódy musia byť v dobrom stave. Ak nemáte opotrebovaný disk, budete si ho musieť kúpiť od ľudí, ktorí ho predávajú na diely.

Pri kúpe majte na pamäti, že väčšina pohonov od výrobcu Samsung je nevhodná na výrobu rezacieho lasera. Faktom je, že táto spoločnosť vyrába DVD mechaniky s diódami, ktoré nie sú chránené pred vonkajšími vplyvmi. Absencia špeciálneho krytu znamená, že laserová dióda je vystavená tepelnému namáhaniu a kontaminácii. Jemným dotykom ruky sa môže poškodiť.

Obrázok 2. Laser z jednotky DVD-RW.

Najlepšou možnosťou pre laser je disk od výrobcu LG. Každý model je vybavený kryštálom s iným stupňom výkonu. Tento údaj je určený rýchlosťou napaľovania dvojvrstvových diskov DVD. Je mimoriadne dôležité, aby bola jednotka nahrávacou jednotkou, pretože obsahuje infračervený žiarič, ktorý je potrebný na výrobu lasera. Zvyčajný nebude fungovať, pretože je určený iba na čítanie informácií.

16X DVD-RW je vybavené 180-200mW červeným kryštálom. Pohon s rýchlosťou 20X obsahuje diódu 250-270mW. Vysokorýchlostné zapisovače typu 22X sú vybavené laserovou optikou s výkonom až 300 mW.

Späť na index

Demontáž jednotky DVD-RW

Tento proces sa musí robiť veľmi opatrne, pretože vnútorné časti sú krehké a ľahko sa poškodia. Po demontáži puzdra si okamžite všimnete potrebný detail, vyzerá to ako malý kúsok skla umiestnený vo vnútri pohyblivého vozíka. Jeho základňu je potrebné odstrániť, je to znázornené na obr. Tento prvok obsahuje optickú šošovku a dve diódy.

V tejto fáze je potrebné okamžite varovať, že laserový lúč je mimoriadne nebezpečný pre ľudský zrak.

Pri priamom zásahu do šošovky poškodí nervové zakončenia a človek môže zostať slepý.

Laserový lúč má oslepovaciu vlastnosť aj na vzdialenosť 100 m, preto je dôležité dávať pozor, kam ho nasmerujete. Pamätajte, že ste zodpovedný za zdravie ostatných, kým máte takéto zariadenie vo svojich rukách!

Obrázok 3. Čip LM-317.

Pred začatím práce musíte vedieť, že laserová dióda sa môže poškodiť nielen neopatrným zaobchádzaním, ale aj poklesom napätia. To sa môže stať v priebehu niekoľkých sekúnd, a preto diódy pracujú na konštantnom zdroji elektriny. Keď napätie stúpa, LED v zariadení prekročí svoju normu jasu, v dôsledku čoho sa rezonátor zničí. Dióda tak stráca schopnosť zahrievania, stáva sa z nej obyčajná baterka.

Kryštál ovplyvňuje aj teplota okolo neho, pri jeho páde sa výkon lasera zvyšuje pri konštantnom napätí. Ak prekročí štandardnú normu, rezonátor sa zničí podľa podobného princípu. Menej často dochádza k poškodeniu diódy náhlymi zmenami, ktoré sú spôsobené častým zapínaním a vypínaním zariadenia v krátkom čase.

Po odstránení kryštálu je potrebné jeho konce ihneď obviazať holými drôtmi. To je potrebné na vytvorenie spojenia medzi jeho napäťovými výstupmi. K týmto výstupom je potrebné prispájkovať malý kondenzátor 0,1 uF so zápornou polaritou a 100 uF s kladnou polaritou. Po tomto postupe môžete odstrániť navinuté drôty. To pomôže chrániť laserovú diódu pred prechodnými javmi a statickou elektrinou.

Späť na index

Jedlo

Pred vytvorením batérie pre diódu je potrebné vziať do úvahy, že musí byť napájaná z 3V a spotrebuje až 200-400 mA v závislosti od rýchlosti záznamového zariadenia. Mali by ste sa vyhnúť priamemu pripojeniu kryštálu k batériám, pretože nejde o jednoduchú lampu. Môže sa zhoršiť aj pod vplyvom bežných batérií. Laserová dióda je samostatný prvok, ktorý je napájaný elektrickou energiou cez regulačný odpor.

Napájací systém je možné nastaviť tromi spôsobmi s rôznym stupňom zložitosti. Každá z nich zahŕňa dobíjanie zo zdroja konštantného napätia (batérie).

Prvá metóda zahŕňa reguláciu elektriny pomocou odporu. Vnútorný odpor zariadenia sa meria detekciou napätia pri prechode diódou. Pre jednotky s rýchlosťou zápisu 16X bude postačovať 200 mA. So zvýšením tohto ukazovateľa existuje možnosť poškodenia kryštálu, takže by ste sa mali držať maximálnej hodnoty 300 mA. Ako zdroj energie sa odporúča použiť telefónnu batériu alebo batérie typu AAA.

Výhodou tejto schémy napájania je jednoduchosť a spoľahlivosť. Medzi nedostatky možno zaznamenať nepohodlie s pravidelným nabíjaním batérie z telefónu a ťažkosti s umiestnením batérií do zariadenia. Navyše je ťažké určiť správny moment na dobitie zdroja.

Obrázok 4. Čip LM-2621.

Ak použijete tri batérie typu AA, tento obvod možno jednoducho vybaviť laserovým ukazovátkom čínskej výroby. Hotový dizajn je znázornený na obrázku 2, dva 1 ohmové odpory v sérii a dva kondenzátory.

Pre druhú metódu sa používa čip LM-317. Tento spôsob usporiadania napájacieho systému je oveľa komplikovanejší ako predchádzajúci, je vhodný skôr pre stacionárny typ laserových systémov. Schéma je založená na výrobe špeciálneho ovládača, ktorým je malá doska. Je navrhnutý tak, aby obmedzoval elektrický prúd a vytváral potrebný výkon.

Obvod na pripojenie čipu LM-317 je na obr.3. Bude to vyžadovať prvky ako 100 ohmový premenlivý odpor, 2 10 ohmové odpory, diódu série 1H4001 a 100 mikrofaradový kondenzátor.

Ovládač založený na tomto obvode udržuje elektrickú energiu (7V) bez ohľadu na zdroj energie a okolitú teplotu. Napriek zložitosti zariadenia sa tento obvod považuje za najjednoduchší na zostavenie doma.

Tretia metóda je najprenosnejšia, čo z nej robí preferovanú metódu zo všetkých. Poskytuje napájanie z dvoch batérií typu AAA, ktoré udržiavajú konštantnú úroveň napätia aplikovaného na laserovú diódu. Systém si zachováva energiu, aj keď sú batérie takmer vybité.

Po úplnom vybití batérie obvod prestane fungovať a cez diódu prejde malé napätie, ktoré bude charakterizované slabým žiarením laserového lúča. Tento typ napájania je najhospodárnejší s účinnosťou 90%.

Na implementáciu takéhoto systému napájania budete potrebovať čip LM-2621, ktorý je umiestnený v obale 3 × 3 mm. Preto sa pri spájkovaní dielov môžete stretnúť s určitými ťažkosťami. Konečný rozmer dosky závisí od vašej zručnosti a šikovnosti, keďže detaily je možné umiestniť aj na dosku 2 × 2 cm Hotová tabuľa je na obr.

Induktor je možné odobrať z bežného napájacieho zdroja pre stolný počítač. Na ňom je navinutý drôt s prierezom 0,5 mm s počtom závitov až do 15 závitov, ako je znázornené na obrázku. Priemer škrtiacej klapky zvnútra bude 2,5 mm.

Na dosku je vhodná akákoľvek Schottkyho dióda s hodnotou 3 A. Napríklad 1N5821, SB360, SR360 a MBRS340T3. Výkon privádzaný do diódy sa nastavuje odporom. Počas procesu ladenia sa odporúča pripojiť ho k 100 ohmovému variabilnému odporu. Pri kontrole výkonu je najlepšie použiť opotrebovanú alebo nepotrebnú laserovú diódu. Aktuálny indikátor napájania zostáva rovnaký ako v predchádzajúcom diagrame.

Po výbere najvhodnejšej metódy ju môžete upgradovať, ak na to máte potrebné zručnosti. Laserová dióda musí byť umiestnená na miniatúrnom chladiči, aby sa pri zvýšení napätia neprehriala. Po dokončení montáže napájacieho systému sa musíte postarať o inštaláciu optického skla.

Sekcie