Omatehtud laserinstallatsioon. DIY vedellaser

Hoiatus!

Uurime välja.

Teeme süüa.

See minimaalselt nõutav lihtsa juhimudeli tegemiseks. Draiver on tegelikult plaat, mis väljastab meie laserdioodi vajaliku võimsusega. Te ei tohiks toiteallikat otse laserdioodiga ühendada - see läheb katki. Laserdioodi toiteallikaks peab olema vool, mitte pinge.

Kollimaator on tegelikult läätsega moodul, mis vähendab kogu kiirguse kitsaks kiireks. Valmis kollimaatoreid saab osta raadiopoodidest. Nendel on kohe mugav koht laserdioodi paigaldamiseks ja maksumus on 200-500 rubla.

Võite kasutada ka Hiina osuti kollimaatorit, kuid laserdioodi on raske kinnitada ja kollimaatori korpus ise on suure tõenäosusega metalliseeritud plastikust. See tähendab, et meie diood ei jahtu hästi. Kuid ka see on võimalik. Selle valiku leiate artikli lõpust.

Teeme seda.

Soovitatav on kasutada antistaatilist randmerihma, kuna laserdiood on staatilise pinge suhtes väga tundlik. Kui käevõru pole, võite dioodijuhtmed õhukese traadiga mähkida, kuni see korpusesse paigaldamist ootab.

Diagramm näitab 200 mF kondensaatorit, kuid teisaldatavuse jaoks on 50-100 mF täiesti piisav.

Proovime.

Näeb kohutav välja, aga töötab!

Esteetika.

See on minimaalsete kuludega variant - kasutatakse Hiina osuti kollimaatorit:

Tehases valmistatud mooduli kasutamine võimaldab teil saada järgmised tulemused:

Laserkiir on nähtav õhtul:

Ja muidugi pimedas:

Võib olla.

Peame meeles pidama.

Laserkursor - kasulik ese, mille otstarve sõltub võimsusest. Kui see pole väga suur, saab kiire suunata kaugematele objektidele. Sel juhul võib osuti mängida mänguasja rolli ja seda saab kasutada meelelahutuseks. Sellel võib olla ka praktilist kasu, aidates inimesel osutada objektile, millest ta räägib. Improviseeritud esemeid kasutades saate ise laserit teha.

Lühidalt seadmest

Laser leiutati kvantfüüsikaga tegelevate teadlaste teoreetiliste eelduste testimise tulemusena, mis siis alles hakkasid tekkima. Laserosuti aluseks oleva põhimõtte ennustas Einstein 20. sajandi alguses. Pole asjata, et seda seadet nimetatakse "osutiks".

Põletamiseks kasutatakse võimsamaid lasereid. Osuti võimaldab teil oma loomingulist potentsiaali realiseerida, näiteks saab nende abil puidule või pleksiklaasile graveerida kauni kvaliteetse mustri. Kõige võimsamad laserid suudavad lõigata metalli, mistõttu kasutatakse neid ehitus- ja remonditöödel.

Laserkursori tööpõhimõte

Tööpõhimõtte kohaselt on laser footongeneraator. Selle aluseks oleva nähtuse olemus seisneb selles, et aatomit mõjutab footoni kujul olev energia. Selle tulemusena kiirgab see aatom välja teise footoni, mis liigub eelmisega samas suunas. Nendel footonitel on sama faas ja polarisatsioon. Loomulikult intensiivistub sel juhul kiiratav valgus. See nähtus võib ilmneda ainult termodünaamilise tasakaalu puudumisel. Stimuleeritud emissiooni tekitamiseks kasutage erinevatel viisidel: keemia-, elektri-, gaasi- ja muud.

Sõna "laser" ise ei tekkinud tühjalt kohalt. See moodustati protsessi olemust kirjeldavate sõnade lühendamise tulemusena. Inglise keeles on selle protsessi täisnimi: "valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse abil", mis on vene keelde tõlgitud kui "valguse võimendamine stimuleeritud emissiooniga". Teaduslikult siis laserpointer on optiline kvantgeneraator.

Ettevalmistus tootmiseks

Nagu eespool mainitud, saate laserit kodus ise teha. Selleks peaksite ette valmistama järgmised tööriistad, samuti lihtsad objektid, mis on peaaegu alati kodus saadaval:

Nendest materjalidest piisab nii lihtsa kui ka võimsa laseri valmistamise töö tegemiseks oma kätega.

DIY laseri kokkupanek

Peate leidma kettaseadme. Peaasi, et selle laserdiood on töökorras. Loomulikult ei pruugi sellist eset kodus olla. Sel juhul saab seda osta neilt, kellel see on. Sageli viskavad inimesed optilised kettad ära isegi siis, kui nende laserdiood veel töötab, või müüvad need maha.

Laserseadme tootmiseks ajamit valides, peate pöörama tähelepanu ettevõttele, kus see väljastati. Peaasi, et see ettevõte pole Samsung: selle tootja draivid on varustatud dioodidega, mis pole välismõjude eest kaitstud. Järelikult määrduvad sellised dioodid kiiresti ja alluvad termilisele pingele. Neid võib kahjustada isegi kerge puudutus.

LG ajamid sobivad kõige paremini laseri tootmiseks: iga nende mudel on varustatud võimsa kristalliga.

On oluline, et draiv, kui seda kasutatakse ettenähtud otstarbel, saaks mitte ainult lugeda, vaid ka kettale teavet kirjutada. Salvestusprinteritel on laserseadme kokkupanemiseks vajalik infrapunakiirgur.

Töö koosneb järgmistest toimingutest:

Valmis laserosuti, mis on valmistatud ise, lõikab kergesti kilekotte ja plahvatab koheselt Õhupallid. Kui osutate sellele omatehtud seade peal puitpind, siis põleb kiir sellest kohe läbi. Kasutamisel tuleb olla ettevaatlik.

Pole saladus, et igaüks meist tahtis lapsena sellist seadet nagu lasermasin, mis saaks lõigata metallist tihendeid ja põletada läbi seinu. Kaasaegses maailmas saab see unistus hõlpsasti teoks saada, kuna nüüd on võimalik ehitada laserit, millel on võimalus lõigata erinevaid materjale.

Loomulikult on kodus võimatu teha lasermasinat nii võimsaks, et see lõikaks läbi raua või puidu. Kuid omatehtud seadmega saate lõigata paberit, polüetüleenist tihendit või õhukest plasti.

Laserseadme abil saate vineeri- või puidulehtedele põletada erinevaid mustreid. Seda saab kasutada kaugemates piirkondades asuvate objektide valgustamiseks. Selle rakendusala võib olla nii meelelahutuslik kui kasulik ehitus- ja paigaldustöödel, rääkimata loomingulise potentsiaali realiseerimisest puidule või pleksiklaasile graveerimise valdkonnas.

Loe ka:

Kuidas seda õigesti teha.

Ülevaade : nende plussid ja miinused.

Laser lõikamine

Tööriistad ja tarvikud, mida vajate oma laseri valmistamiseks:

Joonis 1. Laser-LED skeem.

• vigane töötava laserdioodiga DVD-RW-draiv;
• laserkursor või kaasaskantav kollimaator;
• jootekolb ja väikesed juhtmed;
• 1 oomi takisti (2 tk.);
• kondensaatorid 0,1 µF ja 100 µF;
• AAA patareid (3 tk.);
• väikesed tööriistad, nagu kruvikeeraja, nuga ja viil.

Nendest materjalidest piisab eelseisvaks tööks.

Nii et laserseadme jaoks peate kõigepealt valima mehaanilise rikkega DVD-RW-draivi, kuna optilised dioodid peavad olema heas seisukorras. Kui teil pole kulunud draivi, peate selle ostma inimestelt, kes müüvad seda varuosadeks.

Ostmisel pidage meeles, et enamik draive on pärit tootja Samsung ei sobi lõikelaserite valmistamiseks. Fakt on see, et see ettevõte toodab dioodidega DVD-draive, mis pole välismõjude eest kaitstud. Spetsiaalse korpuse puudumine tähendab, et laserdiood on termilise stressi ja saastumise all. Kerge käepuudutusega saab seda kahjustada.

Joonis 2. Laser DVD-RW-draivist.

Laseri jaoks oleks parim valik LG tootja draiv. Iga mudel on varustatud erineva võimsusega kristalliga. Selle indikaatori määrab kahekihiliste DVD-de kirjutamiskiirus. On äärmiselt oluline, et draiv oleks salvestusseade, kuna see sisaldab infrapunakiirgust, mida on vaja laseri valmistamiseks. Tavaline ei tööta, kuna see on mõeldud ainult teabe lugemiseks.

16X salvestuskiirusega DVD-RW on varustatud punase kristalliga, mille võimsus on 180-200 mW. 20X kiirusega ajam sisaldab 250-270 mW dioodi. 22X tüüpi kiired salvestusseadmed on varustatud laseroptikaga, mille võimsus ulatub 300 mW-ni.

Tagasi sisu juurde

DVD-RW-draivi lahtivõtmine

Seda protsessi tuleb teha väga ettevaatlikult, kuna sisemised osad on haprad ja võivad kergesti kahjustada saada. Pärast korpuse lahtivõtmist märkate kohe vajalikku osa, see näeb välja nagu väike klaasitükk, mis asub mobiilikäru sees. Selle põhi tuleb eemaldada; see on näidatud joonisel 1. See element sisaldab optilist läätse ja kahte dioodi.

Selles etapis peaksite kohe hoiatama, et laserkiir on inimese nägemisele äärmiselt ohtlik.

Kui see tabab otse läätse, kahjustab see närvilõpmeid ja inimene võib jääda pimedaks.

Laserikiir pimestab isegi 100 m kaugusel, seega on oluline jälgida, kuhu see suunate. Pidage meeles, et kui selline seade on teie käes, vastutate teiste tervise eest!

Joonis 3. LM-317 kiip.

Enne alustamist peate teadma, et laserdioodi võib kahjustada mitte ainult hooletu käsitsemine, vaid ka pinge tõus. See võib juhtuda mõne sekundiga, mistõttu dioodid töötavad pideva elektrienergia allika alusel. Pinge tõustes ületab seadme LED oma heleduse normi, mille tagajärjel hävib resonaator. Seega kaotab diood oma kuumenemisvõime, sellest saab tavaline taskulamp.

Kristalli mõjutab ka seda ümbritsev temperatuur; kui see langeb, suureneb laseri jõudlus konstantsel pingel. Kui see ületab standardnormi, hävitatakse resonaator sarnase põhimõtte kohaselt. Harvemini kahjustab diood kokkupuute tõttu teravaid muutusi, mis on põhjustatud seadme sagedast sisse- ja väljalülitamisest lühikese aja jooksul.

Pärast kristalli eemaldamist peate selle otsad viivitamatult katmata juhtmetega kinni siduma. See on vajalik selle pingeväljundite vahelise ühenduse loomiseks. Nendele väljunditele peate jootma väikese kondensaatori 0,1 µF negatiivse polaarsusega ja 100 µF positiivse polaarsusega. Pärast seda protseduuri saate haavatud juhtmed eemaldada. See aitab kaitsta laserdioodi transientide ja staatilise elektri eest.

Tagasi sisu juurde

Toitumine

Enne dioodile aku loomist on vaja arvestada, et see peab saama toite 3V-st ja tarbib olenevalt salvestusseadme kiirusest kuni 200-400 mA. Vältige kristalli ühendamist otse patareidega, kuna see pole lihtne lamp. See võib halveneda isegi tavaliste akude mõjul. Laserdiood on iseseisev element, mida toidetakse elektriga reguleeritava takisti kaudu.

Toitesüsteemi saab konfigureerida kolmel erineva keerukusastmega viisil. Igaüks neist vajab laadimist pideva pinge allikast (akud).

Esimene meetod hõlmab elektrilist reguleerimist takisti abil. Seadme sisemist takistust mõõdetakse dioodi läbiva pinge tuvastamisega. 16-kordse kirjutuskiirusega draivide jaoks piisab 200 mA-st. Kui see indikaator suureneb, on kristalli kahjustamise võimalus, seega peaksite järgima maksimaalset väärtust 300 mA. Toiteallikana on soovitatav kasutada telefoni akut või AAA patareisid.

Selle toiteallika eelisteks on lihtsus ja töökindlus. Puuduste hulgas on ebamugavustunne telefonist aku regulaarsel laadimisel ja akude seadmesse asetamise raskus. Lisaks on raske kindlaks määrata õiget hetke toiteallika laadimiseks.

Joonis 4. LM-2621 kiip.

Kui kasutate kolme AA patareid, saab selle vooluahela hõlpsasti paigaldada Hiinas valmistatud laserkursorisse. Valmis konstruktsioon on näidatud joonisel 2, kaks järjestikust 1 oomi takistit ja kaks kondensaatorit.

Teise meetodi puhul kasutatakse kiipi LM-317. See elektrisüsteemi korraldamise meetod on palju keerulisem kui eelmine, see sobib rohkem statsionaarsete laserseadmete jaoks. Skeem põhineb spetsiaalse draiveri valmistamisel, milleks on väike tahvel. See on ette nähtud elektrivoolu piiramiseks ja vajaliku võimsuse loomiseks.

LM-317 mikrolülituse ühendusahel on näidatud joonisel 3. See nõuab selliseid elemente nagu 100 oomi muutuv takisti, 2 10 oomi takistit, 1H4001 seeria diood ja 100 μF kondensaator.

Sellel skeemil põhinev draiver toetab elektri energia(7 V) sõltumata toiteallikast ja ümbritsevast temperatuurist. Vaatamata seadme keerukusele peetakse seda vooluringi kodus kokkupanemisel kõige lihtsamaks.

Kolmas meetod on kõige kaasaskantavam, mistõttu on see kõige eelistatum. See varustab toidet kahest AAA-patareist, säilitades laserdioodile antud pinge konstantse taseme. Süsteem säilitab toite ka siis, kui aku laetuse tase on madal.

Kui aku on täielikult tühjenenud, lakkab ahel töötamast ja dioodist läbib väike pinge, mida iseloomustab laserkiire nõrk kuma. Seda tüüpi toiteallikas on kõige ökonoomsem, selle kasutegur on 90%.

Sellise toitesüsteemi rakendamiseks vajate LM-2621 mikrolülitust, mis on paigutatud 3x3 mm pakendisse. Seetõttu võib osade jootmise ajal tekkida teatud raskusi. Tahvli lõplik suurus oleneb Sinu oskustest ja osavusest, kuna osi saab paigutada isegi 2x2 cm suurusele tahvlile.Valmis plaat on näidatud joonisel 4.

Drossel saab võtta tavalisest lauaarvuti toiteallikast. Sellele keritakse kuni 15 pöörete arvuga 0,5 mm ristlõikega traat, nagu on näidatud joonisel. Drosselklapi läbimõõt seestpoolt on 2,5 mm.

Plaadile sobib igasugune Schottky diood väärtusega 3 A. Näiteks 1N5821, SB360, SR360 ja MBRS340T3. Dioodi toidet reguleeritakse takistiga. Seadistamise ajal on soovitatav see ühendada 100 oomi muutuva takistiga. Funktsionaalsuse testimisel on kõige parem kasutada kulunud või soovimatut laserdioodi. Praeguse võimsuse indikaator jääb samaks nagu eelmisel diagrammil.

Kui leiate sobivaima meetodi, saate seda täiendada, kui teil on selleks vajalikud oskused. Laserdiood tuleb asetada miniatuursele jahutusradiaatorile, et see pinge tõustes üle ei kuumeneks. Pärast toitesüsteemi kokkupaneku lõpetamist peate hoolitsema optilise klaasi paigaldamise eest.

Täna räägime sellest, kuidas oma kätega vanarauatest ise kodus võimsat rohelist või sinist laserit valmistada. Samuti kaalume jooniseid, diagramme ja omatehtud laserosutite disaini, millel on süütekiir ja mille tööulatus on kuni 20 km

Laserseadme aluseks on optiline kvantgeneraator, mis elektri-, soojus-, keemi- või muud energiat kasutades tekitab laserkiire.

Laseroperatsioon põhineb sunnitud (indutseeritud) kiirguse nähtusel. Laserkiirgus võib olla pidev, konstantse võimsusega või impulss, saavutades ülikõrge tippvõimsuse. Nähtuse olemus seisneb selles, et ergastatud aatom on võimeline kiirgama footoni teise footoni mõjul ilma selle neeldumiseta, kui viimase energia on võrdne aatomi tasemete energiate erinevusega enne ja pärast fotonit. kiirgus. Sel juhul on emiteeritud footon koherentne kiirguse põhjustanud footoniga, st see on selle täpne koopia. Nii võimendatakse valgust. See nähtus erineb spontaansest kiirgusest, mille puhul emiteeritud footonitel on juhuslikud levimissuunad, polarisatsioon ja faas
Tõenäosus, et juhuslik footon põhjustab ergastatud aatomi stimuleeritud emissiooni, on täpselt võrdne selle footoni neeldumise tõenäosusega ergastamata aatomi poolt. Seetõttu on valguse võimendamiseks vajalik, et keskkonnas oleks rohkem ergastatud aatomeid kui ergastamata aatomeid. Tasakaaluseisundis ei ole see tingimus täidetud, seetõttu kasutatakse laseraktiivse kandja pumpamiseks erinevaid süsteeme (optilisi, elektrilisi, keemilisi jne). Mõnes skeemis kasutatakse laseri tööelementi optilise võimendina teisest allikast pärineva kiirguse jaoks.

Kvantgeneraatoris puudub väline footonite voog, selle sees luuakse erinevate pumbaallikate abil pöördpopulatsioon. Sõltuvalt allikast on erinevaid pumpamismeetodeid:
optiline - võimas välklamp;
gaasi väljavool tööaines (aktiivses keskkonnas);
voolukandjate süstimine (ülekanne) tsooni pooljuhis
r-n üleminekud;
elektrooniline ergutus (puhta pooljuhi kiiritamine vaakumis elektronide vooluga);
termiline (gaasi soojendamine, millele järgneb kiire jahutamine;
keemiline (energiakasutus keemilised reaktsioonid) ja mõned teised.

Esmane tekkeallikas on iseenesliku emissiooni protsess, mistõttu on footonite põlvkondade järjepidevuse tagamiseks vajalik positiivse tagasiside olemasolu, mille tõttu eralduvad footonid põhjustavad järgnevaid indutseeritud emissioone. Selleks asetatakse laseraktiivne meedium optilisse õõnsusse. Lihtsamal juhul koosneb see kahest peeglist, millest üks on poolläbipaistev – läbi selle väljub laserkiir osaliselt resonaatorist.

Peeglitelt peegeldudes läbib kiirguskiir korduvalt resonaatorit, põhjustades selles indutseeritud üleminekuid. Kiirgus võib olla pidev või impulss. Samas saab erinevate seadmete abil tagasiside kiireks välja- ja sisselülitamiseks ning seeläbi impulsside perioodi vähendamiseks luua tingimused väga suure võimsusega kiirguse tekitamiseks – need on nn hiiglaslikud impulsid. Seda laseri töörežiimi nimetatakse Q-lülitatud režiimiks.
Laserkiir on koherentne, monokroomne, polariseeritud, kitsalt suunatud valgusvoog. Ühesõnaga, see on valgusvihk, mida kiirgavad mitte ainult sünkroonsed allikad, vaid ka väga kitsas vahemikus ja suunatult. Omamoodi äärmiselt kontsentreeritud valgusvoog.

Laseri poolt tekitatud kiirgus on monokromaatiline, spektrijoone laienemisega seotud teatud lainepikkusega footoni emissiooni tõenäosus on suurem kui lähedal asuva footoni oma, samuti on sellel sagedusel indutseeritud üleminekute tõenäosus. maksimum. Seetõttu domineerivad genereerimisprotsessi käigus järk-järgult teatud lainepikkusega footonid kõigi teiste footonite üle. Lisaks jäävad peeglite erilise paigutuse tõttu laserkiiresse ainult need footonid, mis levivad resonaatori optilise teljega paralleelses suunas sellest väikesel kaugusel, ülejäänud footonid lahkuvad kiiresti resonaatori ruumalast. Seega on laserkiirel väga väike lahknemisnurk. Lõpuks on laserkiirel rangelt määratletud polarisatsioon. Selleks viiakse resonaatorisse erinevaid polarisaatoreid, need võivad olla näiteks lamedad klaasplaadid, mis on paigaldatud laserkiire levimissuuna suhtes Brewsteri nurga all.

Laseri töölainepikkus ja ka muud omadused sõltuvad sellest, millist töövedelikku laseris kasutatakse. Töövedelikku "pumbatakse" energiaga, et saada elektronpopulatsiooni inversiooni efekt, mis põhjustab footonite stimuleeritud emissiooni ja optilise võimenduse efekti. Optilise resonaatori lihtsaim vorm on kaks paralleelset peeglit (neid võib olla ka neli või enam), mis paiknevad laseri töövedeliku ümber. Töövedeliku stimuleeritud kiirgus peegeldub peeglitelt tagasi ja võimendub uuesti. Kuni selle väljatuleku hetkeni võib laine peegelduda mitu korda.

Niisiis, sõnastagem lühidalt tingimused, mis on vajalikud koherentse valguse allika loomiseks:

vajate ümberpööratud populatsiooniga töötavat ainet. Alles siis on võimalik sunnitud üleminekute abil saavutada valguse võimendus;
töötav aine tuleks asetada tagasisidet andvate peeglite vahele;
tööaine poolt antud võimendus, mis tähendab, et ergastatud aatomite või molekulide arv tööaines peab olema suurem kui väljundpeegli peegeldustegurist sõltuv läviväärtus.

Laserite projekteerimisel saab kasutada järgmist tüüpi töövedelikke:

Vedelik. Seda kasutatakse töövedelikuna näiteks värvilaserites. Kompositsioon sisaldab orgaanilist lahustit (metanool, etanool või etüleenglükool), milles on lahustatud keemilised värvained (kumariin või rodamiin). Vedellaserite töölainepikkuse määrab kasutatavate värvimolekulide konfiguratsioon.

Gaasid. Eelkõige süsinikdioksiid, argooni, krüptoon või gaasisegud, nagu heelium-neoonlaserites. Nende laserite energiaga "pumpamine" toimub enamasti elektrilahenduste abil.
Tahked ained (kristallid ja klaasid). Selliste töövedelike tahke materjal aktiveeritakse (leotakse), lisades väikese koguse kroomi, neodüümi, erbiumi või titaani ioone. Levinud kasutatavad kristallid on ütriumalumiiniumgranaat, liitiumütriumfluoriid, safiir (alumiiniumoksiid) ja silikaatklaas. Tahkislasereid "pumbatakse" tavaliselt välklambi või muu laseriga.

Pooljuhid. Materjal, milles elektronide üleminekuga energiatasemete vahel võib kaasneda kiirgus. Pooljuhtlaserid on väga kompaktsed ja "pumbatavad" elektrivooluga, võimaldades neid kasutada tarbeseadmetes, näiteks CD-mängijates.

Võimendi ostsillaatoriks muutmiseks on vaja korraldada tagasiside. Laserites saavutatakse see toimeaine paigutamisega peegeldavate pindade (peeglite) vahele, moodustades nn avatud resonaatori, mis tuleneb asjaolust, et osa toimeaine poolt kiiratavast energiast peegeldub peeglitelt ja naaseb uuesti toimeainet

Laser kasutab erinevat tüüpi optilisi resonaatoreid – lamepeeglitega, sfäärilisi, lame- ja sfääriliste kombinatsioonidega jne. Laseri tagasisidet andvates optilistes resonaatorites saab ergutada ainult teatud tüüpi elektromagnetvälja võnkumisi, mida nimetatakse loomulikeks. resonaatori võnkumised või režiimid.

Režiime iseloomustab sagedus ja kuju, st vibratsioonide ruumiline jaotus. Lamepeeglitega resonaatoris on valdavalt ergastatud piki resonaatori telge levivatele tasapinnalistele lainetele vastavad võnketüübid. Kahest paralleelsest peeglist koosnev süsteem resoneerib ainult teatud sagedustel – ja laseris mängib ka seda rolli, mida tavalistes madalsagedusgeneraatorites mängib võnkeahel.

Avatud resonaatori (ja mitte suletud resonaatori - suletud metallõõnsuse - mikrolainevahemikule iseloomulik) kasutamine on põhiline, kuna optilises vahemikus on resonaator mõõtmetega L = ? (L on resonaatori iseloomulik suurus, ? on lainepikkus) lihtsalt ei saa toota ja L >> ? suletud resonaator kaotab oma resonantsomadused, kuna võimalike võnketüüpide arv muutub nii suureks, et need kattuvad.

Külgseinte puudumine vähendab oluliselt võimalike võnketüüpide (režiimide) arvu, kuna resonaatori telje suhtes nurga all levivad lained väljuvad kiiresti selle piiridest ja võimaldab säilitada resonaatori resonantsomadusi L juures. >> ?. Kuid laseris olev resonaator ei anna mitte ainult tagasisidet, tagastades peeglitelt peegeldunud kiirguse toimeainele, vaid määrab ka laserkiirguse spektri, selle energeetilised omadused ja kiirguse suuna.
Tasapinnalise laine kõige lihtsamas lähenduses on tasapinnaliste peeglitega resonaatori resonantsi tingimus, et resonaatori pikkusele mahub täisarv poollaineid: L=q(?/2) (q on täisarv) , mis toob kaasa võnketüübi sageduse avaldise indeksiga q: ?q=q(C/2L). Selle tulemusena on valguse kiirgusspekter reeglina kitsaste spektrijoonte kogum, mille vahelised intervallid on identsed ja võrdsed c/2L. Antud pikkuse L joonte (komponentide) arv sõltub aktiivse keskkonna omadustest, st spontaanse emissiooni spektrist kasutataval kvantsiirde ajal ja võib ulatuda mitmekümneni ja sadadeni. Teatud tingimustel osutub võimalikuks eraldada üks spektraalkomponent, st rakendada ühemoodilist laserirežiimi. Iga komponendi spektraallaiuse määravad resonaatoris tekkivad energiakadud ja ennekõike valguse läbilaskvus ja neeldumine peeglite poolt.

Tööaine võimenduse sagedusprofiil (see määratakse tööaine joone laiuse ja kuju järgi) ja avatud resonaatori omasageduste kogum. Laserites kasutatavate kõrge kvaliteediteguriga avatud resonaatorite puhul osutub resonaatori pääsuriba ??p, mis määrab üksikute režiimide resonantskõverate laiuse ja isegi naaberrežiimide vahelise kauguse ??h, väiksemaks kui võimenduse joonelaius. ??h ja isegi gaasilaserites, kus joonelaiendus on kõige väiksem. Seetõttu sisenevad võimendusahelasse mitut tüüpi resonaatori võnkumised.

Seega ei pruugi laser genereerida ühel sagedusel, sagedamini, vastupidi, genereerimine toimub samaaegselt mitut tüüpi võnkumiste korral, mille puhul võimendus? rohkem kadusid resonaatoris. Selleks, et laser töötaks ühel sagedusel (ühe sagedusega režiimis), on reeglina vaja võtta erimeetmeid (näiteks suurendada kadusid, nagu näidatud joonisel 3) või muuta peeglite vahelist kaugust. et ainult üks pääseks võimendusahelasse.mood. Kuna optikas, nagu eelpool märgitud, määrab αh > βp ja genereerimissageduse laseris peamiselt resonaatori sagedus, siis genereerimissageduse stabiilsena hoidmiseks on vaja resonaatorit stabiliseerida. Seega, kui töötava aine võimendus katab teatud tüüpi võnkumiste korral resonaatoris tekkivad kaod, tekib neil. Selle esinemise seemneks on nagu iga generaatori puhul müra, mis kujutab endast laserite spontaanset emissiooni.
Selleks, et aktiivne keskkond kiirgaks koherentset monokromaatilist valgust, on vaja sisse viia tagasiside, st osa selle keskkonna kiirgavast valgusvoost suunatakse stimuleeritud emissiooni tekitamiseks tagasi keskkonda. Positiivne tagasiside toimub optiliste resonaatorite abil, mis elementaarses versioonis on kaks koaksiaalselt (paralleelselt ja sama teljega) peeglit, millest üks on poolläbipaistev ja teine ​​on "kurt", st see peegeldab täielikult valgusvoogu. Peeglite vahele asetatakse tööaine (aktiivne keskkond), milles tekib pöördpopulatsioon. Stimuleeritud kiirgus läbib aktiivkeskkonda, võimendub, peegeldub peeglist, läbib uuesti keskkonda ja võimendub veelgi. Läbi poolläbipaistva peegli eraldub osa kiirgusest sisse väliskeskkond, ja osa sellest peegeldub tagasi meediumisse ja võimendub uuesti. Teatud tingimustel hakkab footonite voog tööaine sees laviinina suurenema ja algab monokromaatilise koherentse valguse teke.

Optilise resonaatori tööpõhimõte, tööaine osakeste valdav arv, mida kujutavad avatud ringid, on põhiolekus, st madalamal energiatasemel. Ainult väike arv osakesi, mida kujutavad tumedad ringid, on elektrooniliselt ergastatud olekus. Kui töötav aine puutub kokku pumbatava allikaga, läheb suurem osa osakestest ergastatud olekusse (tumedate ringide arv on suurenenud) ja tekib pöördpopulatsioon. Järgmisena (joonis 2c) toimub mõnede elektrooniliselt ergastatud olekus esinevate osakeste spontaanne emissioon. Resonaatori telje suhtes nurga all suunatud kiirgus lahkub tööainest ja resonaatorist. Kiirgus, mis on suunatud piki resonaatori telge, läheneb peegli pinnale.

Läbipaistva peegli puhul läheb osa kiirgusest läbi selle sisse keskkond, ja osa sellest peegeldub ja suunatakse uuesti tööainesse, kaasates stimuleeritud emissiooni protsessi ergastatud olekus olevad osakesed.

"Kurdi" peegli juures peegeldub kogu kiirgusvoog ja läbib uuesti töötavat ainet, kutsudes esile kiirguse kõigist allesjäänud ergastatud osakestest, mis peegeldab olukorda, kui kõik ergastatud osakesed loobusid salvestatud energiast ja väljundis. resonaator, poolläbipaistva peegli küljel, tekkis võimas indutseeritud kiirgusvoog.

Põhiline konstruktsioonielemendid laserid hõlmavad töötavat ainet, mille aatomite ja molekulide teatud energiatasemed, pumpallikat, mis loob töötavas aines pöördpopulatsiooni, ja optilist resonaatorit. Erinevaid lasereid on palju, kuid neil kõigil on sama ja pealegi lihtne seadme skeem, mis on näidatud joonisel fig. 3.

Erandiks on pooljuhtlaserid nende spetsiifilisuse tõttu, kuna kõik nende juures on eriline: protsesside füüsika, pumpamismeetodid ja disain. Pooljuhid on kristalsed moodustised. Üksiku aatomi puhul omandab elektroni energia rangelt määratletud diskreetsed väärtused ja seetõttu kirjeldatakse elektroni energiaseisundeid aatomis tasandite keeles. Pooljuhtkristallides moodustavad energiatasemed energiaribasid. Puhtas pooljuhis, mis ei sisalda lisandeid, on kaks riba: nn valentsriba ja selle kohal paiknev juhtivusriba (energia skaalal).

Nende vahel on keelatud energiaväärtuste vahe, mida nimetatakse ribalaiuseks. Absoluutse nulliga võrdse pooljuhtide temperatuuril peaks valentsriba olema täielikult elektronidega täidetud ja juhtivusriba tühi. Reaalsetes tingimustes on temperatuur alati üle absoluutse nulli. Kuid temperatuuri tõus toob kaasa elektronide termilise ergastuse, mõned neist hüppavad valentsribalt juhtivusribale.

Selle protsessi tulemusena ilmub juhtivusriba teatud (suhteliselt väike) arv elektrone ja vastav arv elektrone jääb valentsribas puudu, kuni see täielikult täitub. Elektronide vakantsi valentsribas tähistab positiivselt laetud osake, mida nimetatakse auguks. Elektroni kvantüleminekut läbi ribalaiuse alt üles vaadeldakse kui elektron-augu paari genereerimise protsessi, kus elektronid koonduvad juhtivusriba alumisse serva ja augud valentsriba ülemisse serva. Üleminekud keelatud tsoonist on võimalikud mitte ainult alt üles, vaid ka ülevalt alla. Seda protsessi nimetatakse elektron-augu rekombinatsiooniks.

Kui puhast pooljuhti kiiritatakse valgusega, mille footoni energia ületab veidi ribavahemiku, võib pooljuhtkristallides esineda kolme tüüpi valguse interaktsiooni ainega: valguse neeldumine, spontaanne emissioon ja stimuleeritud emissioon. Esimest tüüpi interaktsioon on võimalik, kui footon neeldub valentsriba ülemise serva lähedal asuva elektroni poolt. Sel juhul muutub elektroni energiavõimsus piisavaks ribalaiuse ületamiseks ja see teeb kvantülemineku juhtivusribale. Valguse spontaanne emissioon on võimalik, kui elektron naaseb spontaanselt juhtivusribast valentsribale energiakvanti - footoni emissiooniga. Väline kiirgus võib algatada ülemineku juhtivusriba alumise serva lähedal asuva elektroni valentsribale. Seda kolmandat tüüpi valguse ja pooljuhtaine interaktsiooni tulemuseks on sekundaarse footoni sünd, mis on oma parameetrite ja liikumissuuna poolest identne ülemineku algatanud footoniga.

Laserkiirguse tekitamiseks on vaja pooljuhis luua "töötasemete" pöördpopulatsioon - luua piisavalt kõrge elektronide kontsentratsioon juhtivusriba alumises servas ja vastavalt kõrge aukude kontsentratsioon pooljuhi servas. valentsriba. Nendel eesmärkidel pumbatakse puhtaid pooljuhtlasereid tavaliselt elektronide vooluga.

Resonaatorpeeglid on pooljuhtkristalli poleeritud servad. Selliste laserite miinuseks on see, et paljud pooljuhtmaterjalid tekitavad laserkiirgust ainult väga madalatel temperatuuridel ning pooljuhtkristallide pommitamine elektronide vooluga põhjustab selle väga kuumaks. Selleks on vaja täiendavaid jahutusseadmeid, mis muudab seadme disaini keerulisemaks ja suurendab selle mõõtmeid.

Lisanditega pooljuhtide omadused erinevad oluliselt ebapuhtuse, puhaste pooljuhtide omadustest. See on tingitud asjaolust, et mõnede lisandite aatomid loovutavad kergesti ühe oma elektronidest juhtivusribale. Neid lisandeid nimetatakse doonorlisanditeks ja selliste lisanditega pooljuhte nimetatakse n-pooljuhiks. Teiste lisandite aatomid, vastupidi, hõivavad valentsribast ühe elektroni ja sellised lisandid on aktseptor ja selliste lisanditega pooljuht on p-pooljuht. Lisandite aatomite energiatase asub ribalaiuse sees: n-pooljuhtide puhul - juhtivusriba alumise serva lähedal, /-pooljuhtide puhul - valentsriba ülemise serva lähedal.

Kui selles piirkonnas luuakse elektripinge nii, et p-pooljuhi küljel on positiivne pooljuht ja n-pooljuhi pool negatiivne poolus, siis elektrivälja mõjul n-pooljuhist tulevad elektronid. pooljuht ja augud /^-pooljuhist liiguvad (süstitakse) p-n ülemineku piirkonda.

Kui elektronid ja augud rekombineeruvad, eralduvad footonid ja optilise resonaatori juuresolekul saab tekitada laserkiirgust.

Optilise resonaatori peeglid on pooljuhtkristalli poleeritud pinnad, mis on orienteeritud pn-siirde tasapinnaga risti. Sellised laserid on miniatuursed, kuna pooljuhtaktiivse elemendi suurus võib olla umbes 1 mm.

Olenevalt vaadeldavast tunnusest jagunevad kõik laserid järgmiselt).

Esimene märk. Laservõimenditel ja generaatoritel on tavaks teha vahet. Võimendites antakse sisendis nõrk laserkiirgus ja väljundis seda vastavalt võimendatakse. Generaatorites välist kiirgust ei ole, see tekib tööaines selle ergastamisel erinevate pumbaallikate abil. Kõik meditsiinilised laserseadmed on generaatorid.

Teine märk on töötava aine füüsikaline olek. Vastavalt sellele jagunevad laserid tahkis (rubiin, safiir jne), gaasiliseks (heelium-neoon, heelium-kaadmium, argoon, süsinikdioksiid jne), vedelaks (vedel dielektrik, millel on haruldaste lisandite tööaatomid). muldmetallid) ja pooljuhid (arseniid -gallium, galliumarseniidfosfiid, pliiseleniid jne).

Töötava aine erutamise meetod on laserite kolmas eripära. Sõltuvalt ergastusallikast eristatakse lasereid: optiliselt pumbatavad, gaaslahendusega pumbatavad, elektroonilised ergastused, laengukandjate sissepritse, termiliselt pumbatavad, keemiliselt pumbatavad ja mõned teised.

Laseri kiirgusspekter on järgmine klassifitseerimisfunktsioon. Kui kiirgus on koondunud kitsasse lainepikkuste vahemikku, siis loetakse laser monokromaatiliseks ja selle tehnilised andmed näitavad kindlat lainepikkust; kui laias vahemikus, siis tuleks laserit lugeda lairibaks ja näidatakse lainepikkuse vahemikku.

Lähtuvalt kiirgava energia olemusest eristatakse impulsslasereid ja pideva kiirgusega lasereid. Impulsslaseri ja pideva kiirguse sagedusmodulatsiooniga laseri mõisteid ei tohiks segi ajada, kuna teisel juhul saame sisuliselt erineva sagedusega katkendlikku kiirgust. Impulsslaseritel on suur võimsus ühe impulsiga, ulatudes 10 W-ni, samas kui nende keskmine impulsi võimsus, mis on määratud vastavate valemitega, on suhteliselt väike. Pideva sagedusega moduleeritud laserite puhul on nn impulsi võimsus väiksem kui pideva kiirguse võimsus.

Keskmise kiirguse väljundvõimsuse (järgmine klassifitseerimistunnus) alusel jagatakse laserid järgmisteks osadeks:

· suure energiaga (tekitav voo tihedus, kiirgusvõimsus objekti või bioloogilise objekti pinnal - üle 10 W/cm2);

· keskmise energiaga (tekitava kiirguse võimsusvoo tihedus - 0,4 kuni 10 W/cm2);

· madala energiatarbega (tekitava kiirgusvõimsuse voo tihedus on alla 0,4 W/cm2).

· pehme (genereeritud energia kiiritus - E ehk võimsusvoo tihedus kiiritataval pinnal - kuni 4 mW/cm2);

· keskmine (E - 4 kuni 30 mW/cm2);

· kõva (E - üle 30 mW/cm2).

Vastavalt “Sanitaarnormidele ja laserite projekteerimise ja töötamise reeglitele nr 5804-91” jaotatakse laserid nelja klassi vastavalt töötavale personalile tekkiva kiirguse ohtlikkuse astmele.

Esmaklassilised laserid hõlmavad selliseid tehnilisi seadmeid, mille väljundkollimeeritud (piiratud ruuminurgaga) kiirgus ei kujuta endast ohtu inimese silmade ja naha kiiritamisel.

Teise klassi laserid on seadmed, mille väljundkiirgus kujutab endast ohtu silmade kiiritamisel otsese ja peegeldava kiirgusega.

Kolmanda klassi laserid on seadmed, mille väljundkiirgus kujutab endast ohtu silmade kiiritamisel otsese ja peegeldava kiirgusega, samuti hajusalt peegelduva kiirgusega 10 cm kaugusel hajusalt peegelduvast pinnast ja (või) naha kiiritamisel. otsene ja peegeldatud kiirgus.

Neljanda klassi laserid on seadmed, mille väljundkiirgus kujutab endast ohtu, kui nahka kiiritatakse difuusselt peegelduva kiirgusega 10 cm kaugusel hajusalt peegelduvast pinnast.

Inimene on vaatledes õppinud palju tehnilisi leiutisi looduslik fenomen, neid analüüsides ja omandatud teadmisi ümbritsevas reaalsuses rakendades. Nii omandas inimene võime süüdata tuld, lõi ratta, õppis elektrit tootma ja saavutas kontrolli tuumareaktsiooni üle.

Erinevalt kõigist nendest leiutistest pole laseril looduses analooge. Selle tekkimine oli seotud ainult teoreetiliste eeldustega tekkiva kvantfüüsika raames. Laseri aluseks olnud põhimõtte olemasolu ennustas 20. sajandi alguses suurim teadlane Albert Einstein.

Sõna "laser" ilmus viie füüsilise protsessi olemust kirjeldava sõna taandamise tulemusena esimesteks tähtedeks. Vene keeles nimetatakse seda protsessi "valguse võimendamiseks stimuleeritud emissiooniga".

Laser on oma tööpõhimõttelt kvantfootonite generaator. Selle aluseks oleva nähtuse olemus seisneb selles, et fotoni kujul oleva energia mõjul kiirgab aatom välja teise footoni, mis on liikumissuunalt, selle faasilt ja polarisatsioonilt identne esimesega. Selle tulemusena suureneb kiiratav valgus.

See nähtus on termodünaamilise tasakaalu tingimustes võimatu. Indutseeritud kiirguse tekitamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid: elektrilisi, keemilisi, gaasilisi ja muid. Kodutingimustes kasutatavad laserid (laserkettaseadmed, laserprinterid) kasutamine pooljuhtide meetod kiirguse stimuleerimine elektrivoolu mõjul.

Tööpõhimõte seisneb selles, et õhk voolab läbi küttekeha kuumaõhupüstoli torusse ja, saavutades seatud temperatuurid, siseneb spetsiaalsete düüside kaudu joodetavasse detaili.

Kui talitlushäired ilmnevad, saab keevitusinverterit oma kätega parandada. Remondinõuandeid saab lugeda.

Lisaks on iga täisväärtusliku laseri vajalik komponent optiline resonaator, mille ülesanne on võimendada valgusvihku, peegeldades seda mitu korda. Sel eesmärgil kasutavad lasersüsteemid peegleid.

Tuleb öelda, et kodus oma kätega tõelise võimsa laseri loomine on ebareaalne. Selleks on vaja eriteadmisi, teha keerulisi arvutusi ning omada head materiaal-tehnilist baasi.

Näiteks metalli lõikamiseks kasutatavad lasermasinad lähevad väga kuumaks ja nõuavad äärmuslikke jahutusmeetmeid, sealhulgas vedela lämmastiku kasutamist. Lisaks on kvantprintsiibil töötavad seadmed äärmiselt kapriissed, nõuavad kõige peenemat häälestamist ega talu vähimaidki kõrvalekaldeid vajalikest parameetritest.

Kokkupanekuks vajalikud komponendid

Laserahela oma kätega kokkupanemiseks vajate:

• Ümberkirjutatava (RW) funktsiooniga DVD-ROM. See sisaldab punast laserdioodi võimsusega 300 mW. Võite kasutada BLU-RAY-ROM-RW laserdioode - need kiirgavad violetset valgust võimsusega 150 mW. Meie jaoks on parimad ROM-id need, millel on suurem kirjutamiskiirus: need on võimsamad.
• Pulss NCP1529. Konverter toodab voolu 1A, stabiliseerib pinge vahemikus 0,9-3,9 V. Need indikaatorid sobivad ideaalselt meie laserdioodile, mis nõuab pidevat 3 V pinget.
• Kollimaator ühtlase valgusvihu saamiseks. Nüüd on müügil arvukalt erinevate tootjate lasermooduleid, sealhulgas kollimaatoreid.
• Väljundobjektiiv ROM-ist.
• Korpus, näiteks laserosuti või taskulambi abil.
• Juhtmed.
• Patareid 3,6 V.

Osade ühendamiseks on vaja kindlaks teha, milline kaabel on faas ning kus on null ja maandus. Selline tööriist aitab selles.

Nii saate kokku panna kõige lihtsama laseri. Mida saab selline omatehtud "valgusvõimendi" teha:

• Süütage tikk eemalt.
• Sulata kilekotid ja pehme paber.
• Kiirgab kiirt kaugemale kui 100 meetrit.

See laser on ohtlik: see ei põle läbi naha ega riiete, kuid võib kahjustada silmi.

Seetõttu peate sellist seadet kasutama ettevaatlikult: ärge valgustage seda peegeldavatele pindadele (peeglid, klaas, helkurid) ja olge üldiselt eriti ettevaatlik - kiir võib isegi saja meetri kauguselt silma sattudes kahjustada. .

DIY laser videol

Võimsa põleva laseri valmistamine oma kätega ei ole keeruline ülesanne, kuid lisaks jootekolbi kasutamise võimalusele peate olema ka tähelepanelik ja ettevaatlik. Väärib kohe märkimist, et siin pole vaja sügavaid teadmisi elektrotehnika valdkonnast ja seadet saate teha isegi kodus. Peamine asi töötamisel on ettevaatusabinõud, kuna kokkupuude laserkiirega on silmadele ja nahale kahjulik.

Laser on ohtlik mänguasi, mis võib hooletul kasutamisel tervist kahjustada. Ärge suunake laserit inimestele ega loomadele!

Mida sa vajad?

Iga laseri saab jagada mitmeks komponendiks:

• valgusvoo emitter;
• optika;
• toiteallikas;
• voolu toite stabilisaator (draiver).

Võimsa omatehtud laseri valmistamiseks peate kõiki neid komponente eraldi kaaluma. Kõige praktilisem ja lihtsamini monteeritav on laserdioodil põhinev laser, mida selles artiklis käsitleme.

Kust saada laserdioodi?

Iga laseri tööelemendiks on laserdiood. Saate seda osta peaaegu igast raadiopoest või hankida mittetöötavast CD-seadmest. Fakt on see, et ajami töövõimetust seostatakse harva laserdioodi rikkega. Kui laos on purunenud ajam, saate vajaliku elemendi ilma lisakuludeta. Kuid peate arvestama, et selle tüüp ja omadused sõltuvad draivi modifikatsioonist.

Kõige nõrgem laser, mis töötab infrapuna vahemikus, on installitud CD-ROM-i draividesse. Selle võimsusest piisab vaid CD-de lugemiseks ning kiir on peaaegu nähtamatu ega suuda esemeid põletada. CD-RW-l on sisseehitatud võimsam laserdiood, mis sobib põletamiseks ja on mõeldud samale lainepikkusele. Seda peetakse kõige ohtlikumaks, kuna see kiirgab silmale nähtamatus spektritsoonis kiirt.

DVD-ROM-draiv on varustatud kahe nõrga laserdioodiga, mille energiast piisab vaid CD-de ja DVD-de lugemiseks. DVD-RW-kirjutaja sisaldab suure võimsusega punast laserit. Selle kiir on nähtav igas valguses ja võib teatud esemeid kergesti süüdata.

BD-ROM sisaldab violetset või sinist laserit, mis on parameetrite poolest sarnane DVD-ROM-i analoogiga. BD-RE salvestitest saad võimsaima, ilusa violetse või sinise põlemisvõimelise kiirega laserdioodi. Sellise ajami leidmine lahtivõtmiseks on aga üsna keeruline ja töötav seade on kallis.

Kõige sobivam on DVD-RW-draivilt võetud laserdiood. LG, Sony ja Samsungi draividesse on paigaldatud kõrgeima kvaliteediga laserdioodid.

Mida suurem on DVD-draivi kirjutamiskiirus, seda võimsam on sellesse paigaldatud laserdiood.

Ajami lahtivõtmine

Kui draiv on teie ees, eemaldage esmalt ülemine kate, keerates lahti 4 kruvi. Seejärel eemaldatakse liigutatav mehhanism, mis asub keskel ja on painduva kaabliga ühendatud trükkplaadiga. Järgmine eesmärk on laserdiood, mis on kindlalt pressitud alumiiniumist või duralumiiniumisulamist radiaatorisse. Enne lahtivõtmist on soovitatav tagada kaitse staatilise elektri eest. Selleks joodetakse laserdioodi juhtmed või mähitakse õhukese vasktraadiga.

Järgmiseks on kaks võimalikku varianti. Esimene hõlmab valmis laseri kasutamist statsionaarse paigalduse kujul koos standardse radiaatoriga. Teine võimalus on seade kokku panna kaasaskantava taskulambi või laserkursori korpusesse. Sellisel juhul peate radiaatori läbi lõikamiseks või saagimiseks rakendama jõudu, ilma et kiirgavat elementi kahjustataks.

Juht

Laseri toiteallikat tuleb käsitleda vastutustundlikult. Nagu LED-ide puhul, peab see olema stabiliseeritud vooluallikas. Internetis on palju vooluahelaid, mida toidab patarei või aku piirava takisti kaudu. Selle lahenduse piisavus on küsitav, kuna aku või aku pinge muutub sõltuvalt laetuse tasemest. Sellest lähtuvalt erineb laserdioodi läbiv vool nimiväärtusest oluliselt. Selle tulemusena ei tööta seade madala voolu korral tõhusalt ja suurte voolude korral põhjustab see selle kiirguse intensiivsuse kiire vähenemise.

Parim variant on kasutada lihtsat alusele ehitatud voolu stabilisaatorit. See mikroskeem kuulub universaalsete integreeritud stabilisaatorite kategooriasse, millel on võimalus iseseisvalt seadistada väljundvoolu ja pinget. Mikroskeem töötab laias sisendpinge vahemikus: 3 kuni 40 volti.

LM317 analoog on kodumaine kiip KR142EN12.

Esimeseks laboratoorseks katseks sobib allolev diagramm. Ahela ainus takisti arvutatakse valemiga: R=I/1,25, kus I on laseri nimivool (võrdlusväärtus).

Mõnikord paigaldatakse stabilisaatori väljundisse paralleelselt dioodiga polaarkondensaator 2200 μFx16 V ja mittepolaarne kondensaator 0,1 μF. Nende osalemine on õigustatud juhul, kui sisendisse antakse pinge statsionaarsest toiteallikast, mis võib puududa ebaolulisest vahelduvkomponendist ja impulssmürast. Üks neist vooluringidest, mida toidab Krona aku või väike aku, on toodud allpool.

Diagramm näitab takisti R1 ligikaudset väärtust. Selle täpseks arvutamiseks peate kasutama ülaltoodud valemit.

Pärast elektriahela kokkupanemist saate teha eelühenduse ja vooluringi toimimise tõestuseks jälgida kiirgava dioodi helepunast hajutatud valgust. Olles mõõtnud selle tegelikku voolu ja kehatemperatuuri, tasub mõelda radiaatori paigaldamise vajadusele. Kui laserit kasutatakse statsionaarses paigaldises suure vooluga pikka aega, tuleb tagada passiivne jahutus. Nüüd on eesmärgi saavutamiseks jäänud väga vähe: keskenduda ja saada kitsas suure võimsuse kiir.

Optika

Teaduslikus mõttes on aeg ehitada lihtne kollimaator, seade paralleelsete valguskiirte tekitamiseks. Ideaalne variant Selleks on draivist võetud tavaline objektiiv. Selle abiga saate üsna õhukese laserkiire, mille läbimõõt on umbes 1 mm. Sellise tala energiahulgast piisab, et põletada läbi paberi, kanga ja papi mõne sekundiga, sulatada plastik ja põletada läbi puidu. Kui teravustate õhema kiire, saab see laser lõigata vineeri ja pleksiklaasi. Kuid objektiivi seadistamine ja turvaline draivi külge kinnitamine on selle väikese fookuskauguse tõttu üsna keeruline.

Laserosuti põhjal on kollimaatorit palju lihtsam ehitada. Lisaks mahub selle ümbrisesse juht ja väike aku. Väljund on umbes 1,5 mm läbimõõduga ja väiksema põlemisefektiga tala. Uduse ilma või tugeva lumesaju korral saate jälgida uskumatuid valgusefekte, kui suunate valgusvoo taevasse.

Veebipoe kaudu saate osta valmis kollimaatori, mis on spetsiaalselt ette nähtud laseri paigaldamiseks ja häälestamiseks. Selle korpus toimib radiaatorina. Teades seadme kõigi komponentide mõõtmeid, saate osta odava LED-taskulambi ja kasutada selle korpust.

Lõpetuseks tahaksin lisada paar lauset laserkiirguse ohtude kohta. Esiteks ärge kunagi suunake laserkiirt inimestele või loomadele silma. See toob kaasa tõsise nägemiskahjustuse. Teiseks kandke punase laseriga katsetades rohelisi prille. Nad blokeerivad suurema osa spektri punasest osast läbipääsu. Läbi prillide läbiva valguse hulk sõltub kiirguse lainepikkusest. Kõrvalt vaatamine laserkiirele ilma kaitsevahenditeta on lubatud vaid lühikest aega. Vastasel juhul võib tekkida silmavalu.

Loe ka

Kas olete otsustanud lihtsate detailide abil teha midagi uskumatut? Laserit ei peeta tänapäeval uueks tooteks, kuid selle kodus valmistamine pole probleem. eritööjõud. Me räägime teile, kuidas kettaseadme ja tavalise taskulambi abil laserit ise teha.

Tähelepanu! Laseri võimsus ulatub kuni 250 millivatti. Enne katse alustamist hoolitsege oma ohutuse eest ja kandke kaitseprille (keevitaja kaitseprille). Ärge kunagi suunake laserkiirt inimestele või loomadele, eriti nende silmadele. Laserid võivad inimesi vigastada.

Laseri ise valmistamiseks vajame:

1. Seade DVD-plaatide salvestamiseks.
2. AixiZ laserkursor (võid võtta teise).
3. Kruvikeeraja.
4. Taskulamp.

Kuidas teada saada laserdioodi võimsust?

1. Kiirus 10X, laseri võimsus 170-200 MilliWatts.
2. Kiirus 16X, laseri võimsus 250-270 MilliWatts.

Juhised. Kuidas laserit teha?

Samm nr 2. Pärast kelgu vabastamist jätkame dioodi enda vabastamiseks kruvide ja osade lahti keeramisega. Ajamil võib olla kaks dioodlaserit:

1. Plaadi lugemiseks (infrapuna diood).
2. Plaadi salvestamiseks (punane diood).

Tahvel kinnitatakse soovitud dioodile (punane), dioodi vabastamiseks kasutage tavalist jootekolvi.

Samm nr 3. Pärast lühikest protsessi peaksime saama sellisel kujul dioodi.

Igas kodus on vana tehnikat, mis on lagunenud. Keegi viskab selle prügimäele ja mõned käsitöölised püüavad seda kasutada omatehtud leiutiste jaoks. Nii et vana laserosuti saab hästi kasutusele võtta – laserlõikurit on võimalik teha oma kätega.

Kahjutust nipsasjast tõelise laseri valmistamiseks peate ette valmistama järgmised esemed:

• laserkursor;
• Laetavate patareidega taskulamp;
• vana, võib-olla mitte töötav CD/DVD-RW kirjutaja. Peaasi, et sellel on töötava laseriga ajam;
• kruvikeerajate ja jootekolbi komplekt. Parem on kasutada kaubamärgiga lõikurit, kuid kui teil seda pole, võib seda teha ka tavaline.

Laserlõikuri valmistamine

Kõigepealt peate draivist eemaldama laserlõikuri. See töö pole keeruline, kuid peate olema kannatlik ja pöörama maksimaalset tähelepanu. Kuna see sisaldab suurt hulka juhtmeid, on neil sama struktuur. Draivi valimisel on oluline arvestada kirjutamisvõimaluse olemasolu, kuna just selles mudelis saate laseriga märkmeid teha. Salvestamine toimub õhukese metallikihi aurustamisega plaadilt endalt. Juhul, kui laser töötab lugemiseks, kasutatakse seda pooleldi, valgustades ketast.

Ülemiste kinnitusdetailide lahtivõtmisel võib leida vankri, milles asub laser, mis võib liikuda kahes suunas. See tuleb ettevaatlikult lahti keerates eemaldada; seal on suur hulk eemaldatavaid seadmeid ja kruvisid, mida on oluline hoolikalt eemaldada. Edasiseks tööks on vaja punast dioodi, mille abil põletatakse. Selle eemaldamiseks vajate jootekolvi, samuti peate hoolikalt eemaldama kinnitusdetailid. Oluline on tähele panna, et laserlõikuri valmistamise asendamatut osa ei tohi raputada ega maha kukkuda, seetõttu on soovitatav olla laserdioodi eemaldamisel ettevaatlik.

Kui tulevase lasermudeli põhielement on eemaldatud, peate kõik hoolikalt kaaluma ja välja mõtlema, kuhu see asetada ja kuidas sellega toiteallikat ühendada, kuna kirjutav laserdiood nõuab palju rohkem voolu kui laserdiood. ja sel juhul saate kasutada mitut viisi.

Järgmisena asendatakse osuti diood. Võimsa laseri loomiseks tuleb kursori küljest eemaldada originaaldiood ja asemele paigaldada samasugune CD/DVD-RW-draivilt. Kursor võetakse lahti vastavalt järjestusele. See peab olema lahti keeratud ja jagatud kaheks osaks, kusjuures asendamist vajav osa on peal. Vana diood eemaldatakse ja asemele paigaldatakse vajalik diood, mida saab kinnitada liimiga. Mõnikord võib vana dioodi eemaldamisel tekkida raskusi; sellises olukorras võite kasutada nuga ja kursorit veidi raputada.

Järgmine samm on uue juhtumi koostamine. Et tulevase laserit oleks mugav kasutada, ühendage sellega toide ja kasutage taskulambi korpust, et anda sellele muljetavaldav välimus. Konverteeritud on installitud ülemine osa laserkursor taskulambi sisse ja sellele antakse toide laetavatest akudest, mis on ühendatud dioodiga. Oluline on mitte segi ajada toiteallika polaarsust. Enne taskulambi kokkupanemist tuleb eemaldada klaas ja osuti osad, kuna see juhib halvasti laserkiire otsest teed.

Viimane samm on ettevalmistamine kasutamiseks. Enne ühendamist peate kontrollima, kas laser on kindlalt kinnitatud, juhtmete polaarsus on õigesti ühendatud ja laser on paigaldatud tasemel.

Pärast nende lihtsate toimingute tegemist on laserlõikur kasutamiseks valmis. Seda laserit saab kasutada paberi, polüetüleeni põletamiseks ja tikkude süütamiseks. Kasutusala võib olla lai, kõik sõltub teie kujutlusvõimest.

Lisapunktid

Võimalik on teha võimsam laser. Selle valmistamiseks vajate:

• DVD-RW-draiv, võib mitte töötada;
• kondensaatorid 100 pF ja 100 mF;
• takisti 2-5 oomi;
• kolm laetavat akut;
• juhtmed jootekolbiga;
• kollimaator;
• terasest LED-taskulamp.

See on lihtne komplekt, mida kasutatakse draiveri kokkupanemiseks, mis juhib plaadi abil laserlõikuri vajaliku võimsuseni. Vooluallikat ei saa otse dioodiga ühendada, kuna see rikub koheselt. Samuti on oluline arvestada, et laserdiood peab saama toite voolust, kuid mitte pingest.

Kollimaator on läätsega varustatud korpus, tänu millele koonduvad kõik kiired üheks kitsaks kiireks. Selliseid seadmeid saab osta raadioosade kauplustes. Need on mugavad, kuna neil on juba laserdioodi paigaldamiseks ruumi ja maksumuse osas on see üsna väike, ainult 200-500 rubla.

Muidugi võite kasutada osuti korpust, kuid laserit on sellele raske kinnitada. Sellised mudelid on valmistatud plastmaterjal, ja see põhjustab korpuse kuumenemise ja seda ei jahutata piisavalt.

Tootmispõhimõte on sarnane eelmisele, kuna sel juhul kasutatakse ka DVD-RW-draivi laserdioodi.

Tootmise ajal on vaja kasutada antistaatilisi käevõrusid.

See on vajalik laserdioodilt staatilise elektri eemaldamiseks, see on väga tundlik. Kui käevõrusid pole, võib leppida improviseeritud vahenditega – dioodi ümber saab kerida peenikese traadi. Järgmisena pannakse juht kokku.

Enne kogu seadme kokkupanemist kontrollitakse draiveri tööd. Sel juhul on vaja ühendada mittetöötav või teine ​​diood ja mõõta multimeetriga tarnitava voolu tugevust. Arvestades voolu kiirust, on oluline valida selle tugevus vastavalt standarditele. Paljude mudelite puhul on rakendatav vool 300-350 mA ja kiiremate puhul 500 mA, kuid selleks tuleb kasutada täiesti teistsugust draiverit.

Loomulikult saab sellist laserit kokku panna iga mitteprofessionaalne tehnik, kuid siiski ilu ja mugavuse huvides sarnane seade Kõige mõttekam on ehitada see esteetilisemasse ümbrisesse ja millist kasutada, saab valida igale maitsele sobivaks. Kõige otstarbekam oleks see kokku panna LED-taskulambi korpusesse, kuna selle mõõdud on kompaktsed, kõigest 10x4 cm. Siiski ei pea sellist seadet siiski taskus kandma, sest vastavad ametiasutused võivad esitada pretensiooni . Sellist seadet on kõige parem hoida spetsiaalses ümbrises, et vältida objektiivi tolmu sattumist.

Oluline on mitte unustada, et seade on omataoline relv, mida tuleks kasutada ettevaatlikult ning seda ei tohi suunata loomade ega inimeste poole, kuna see on väga ohtlik ja võib kahjustada tervist, kõige ohtlikum on see, kui see on suunatud. silmade juures. Selliseid seadmeid on lastele ohtlik anda.

Laserit saab varustada erinevate seadmetega ja siis tuleb kahjutust mänguasjast välja üsna võimas sihik nii pneumaatiliste kui tulirelvade jaoks.

Siin on mõned lihtsad näpunäited laserlõikuri valmistamiseks. Seda disaini veidi täiustades saate teha lõikureid akrüülmaterjali, vineeri ja plasti lõikamiseks ning teostada graveerimist.

Paljud inimesed teavad lasertehnoloogiate võimalustest ja nende eelistest. Neid kasutatakse mitte ainult tööstuses, vaid ka kosmetoloogias, meditsiinis, igapäevaelus, kunstis ja muudes tööstusharudes. inimelu. Kuid mitte kõik ei tea, kuidas laserit kodus teha. Kuid seda saab ehitada vanametallist. Selleks vajate mittetöötavat DVD-draivi, tulemasinat või taskulampi.

Enne kodus alustamist peate koguma kõik vajalikud elemendid. Kõigepealt peate DVD-draivi lahti võtma. Selleks keerake lahti kõik kruvid, mis hoiavad seadme ülemist ja alumist katet. Järgmisena eemaldatakse põhikaabel ja plaat keeratakse lahti. Dioodide ja optika kaitse peab olema katki. Järgmine samm on dioodi eemaldamine, mida tavaliselt tehakse tangidega. Et staatiline elekter dioodi ei kahjustaks, tuleb selle jalad traadiga kinni siduda. Dioodi tuleb eemaldada ettevaatlikult, et mitte jalgu murda.

Järgmisena peate enne kodus laseri valmistamist tegema laseri draiveri, mida esindab väike vooluahel, mis reguleerib dioodi toiteallikat. Fakt on see, et kui toide on valesti seadistatud, võib diood kiiresti ebaõnnestuda. Toiteallikana saate kasutada AA patareisid või mobiiltelefoni akut.

Enne kodus laseri tegemist peate arvestama asjaoluga, et põletusefekti annab optika. Kui seda pole, siis laser lihtsalt särab. Optikana saate kasutada spetsiaalset objektiivi samast draivist, millelt diood võeti. Fookuse õigeks seadistamiseks peate kasutama laserkursorit.

Tavalise taskulaseri ehitamiseks võite kasutada tavalist tulemasinat. Enne tulemasinast laseri valmistamist tuleb aga teada ehitustehnoloogiat. Parim on osta kvaliteetne süüteelement. See tuleb lahti võtta, kuid osi ei tohiks ära visata, kuna need on disainis endiselt kasulikud. Kui tulemasinasse jääb gaasi, tuleb see vabastada. Seejärel tuleb siseküljed spetsiaalsete kinnitustega puuriga välja keerata. Tulemasina korpuse sees on ajamilt diood, mitu takistit, lüliti ja aku. Kõik välgumihkli elemendid tuleb oma kohtadele paigaldada, mille järel lülitab laseri sisse nupp, mis varem leegi süütas.

Seadme konstrueerimiseks saab aga kasutada mitte ainult tulemasinat, vaid ka taskulampi. Enne taskulambist laseri valmistamist peate CD-draivist laserploki välja võtma. Põhimõtteliselt ei erine taskulambi omatehtud laseri struktuur tulemasina laseri struktuurist. Peate lihtsalt arvestama toiteallikaga, mis peaaegu kunagi ei ületa 3 V, samuti on soovitatav ehitada täiendav pingestabilisaator. See pikendab eluiga.Väga oluline on arvestada dioodi ja stabilisaatori polaarsusega.

Kogu kokkupandud täidis tuleb asetada lahtivõetud taskulambi korpusesse. Vähe sellest, et see eemaldatakse eelnevalt taskulambist sisemine osa, aga ka klaasist. Pärast laserseadme paigaldamist paigaldatakse klaas oma kohale.