Beseda "laser" je kratica za "ojačanje svetlobe zaradi stimulirane emisije sevanja". Prvi laser, ki je za resonator uporabljal s srebrom prevlečen rubinasti valj, je bil razvit leta 1960 v kalifornijskem raziskovalnem laboratoriju Hughes. Danes se laserji uporabljajo za različne namene, od merjenja do branja kodiranih podatkov, obstaja pa več načinov za izdelavo laserja, odvisno od vašega proračuna in spretnosti.
Koraki
1. del od 2: Razumevanje delovanja laserja
Korak 1. Zagotovite vir energije
Laserji ali laserji delujejo tako, da stimulirajo elektrone, da oddajajo svetlobo določene valovne dolžine. (Ta postopek je prvič leta 1917 predlagal Albert Einstein.) Da bi elektroni oddajali svetlobo, morajo najprej absorbirati energijo, da jih dvignejo na višjo orbito, nato pa to energijo izločiti kot svetlobo, ko se vrnejo na prvotno orbito. Ti viri energije so znani kot "črpalke".
- Majhni laserji, kot so tisti v predvajalnikih CD in DVD ter laserski kazalci, uporabljajo elektronska vezja za oskrbo diod z električnim tokom, ki služi kot črpalka.
- Laserji z ogljikovim dioksidom se črpajo z električnimi razelektritvami, da vzbudijo njihove elektrone.
- Ekscimerni laserji pridobivajo energijo iz kemičnih reakcij.
- Laserji, zgrajeni okoli kristalov ali kozarcev, uporabljajo močne svetlobne vire, kot so obločne ali bliskavice.
Korak 2. Usmerite energijo skozi ojačevalni medij
Dobiček ali aktivni laserski medij poveča moč svetlobe, ki jo oddajajo stimulirani elektroni. Medij za pridobivanje je lahko kateri koli od naslednjih elementov:
- Polprevodniki iz materialov, kot so galijev arzenid, aluminijev galijev arzenid ali indijski galijev arzenid.
- Kristali, kot je rubinski valj, ki se uporablja v laserju Hughes Laboratories. Uporabljali so se tudi safir in granat, prav tako vlakna iz optičnega stekla. Ta stekla in kristali so obdelani z ioni redkih zemeljskih elementov
- Keramika, ki so jo obdelali tudi z redkozemeljskimi ioni.
- Tekočine, običajno barve, čeprav je bil infrardeči laser izdelan z uporabo gina in tonika kot nosilca pridobivanja. Želatinska sladica (Jell-O) se je uspešno uporabljala tudi kot sredstvo za pridobivanje.
- Plini, kot so ogljikov dioksid, dušik, hlapi živega srebra ali mešanica helija in neona.
- Kemijske reakcije.
- Elektronski žarki.
- Jedrski materiali. Uranski laser je bil prvič izdelan novembra 1960, šest mesecev po prvem rubinastem laserju.
Korak 3. Nastavite ogledala tako, da vsebujejo svetlobo
Ta zrcala ali resonatorji zadržujejo svetlobo v laserski komori, dokler se ne dvigne na želeno raven energije za sproščanje, bodisi skozi majhno odprtino v enem od ogledal ali skozi lečo.
- Najpreprostejša nastavitev resonatorja, linearni resonator, uporablja dva ogledala, nameščena na nasprotnih straneh laserske komore. Proizvaja en sam izhodni žarek.
- Bolj zapletena nastavitev, obročni resonator, uporablja tri ali več ogledal. Lahko ustvari en sam žarek s pomočjo optičnega izolatorja ali več žarkov.
Korak 4. Z usmerjevalno lečo usmerite svetlobo skozi ojačevalni medij
Leča skupaj z ogledali pomaga pri koncentraciji in usmerjanju svetlobe, tako da ojačevalni medij sprejme čim več.
2. del 2: Izdelava laserja
Prvi način: Izdelava laserja iz kompleta
Korak 1. Poiščite prodajalca
Obiščete lahko trgovino z elektroniko ali na spletu poiščete »laserski komplet«, »laserski modul« ali »laserska dioda«. Vaš laserski komplet mora vsebovati naslednje:
- Voznikovo vezje. (To se včasih prodaja ločeno od drugih komponent.) Poiščite gonilniško vezje, ki vam omogoča prilagajanje toka.
- Laserska dioda.
- Nastavljiva leča iz stekla ali plastike. Običajno sta dioda in leča pakirani skupaj v majhno cev. (Te komponente se včasih prodajajo ločeno od gonilniškega vezja.)
Korak 2. Sestavite gonilniško vezje
Številni laserski kompleti zahtevajo, da sestavite gonilniško vezje. Ti kompleti vključujejo vezje in povezane dele ter zahtevajo, da ga spajkate po priloženi shemi. Drugi kompleti imajo lahko vezje že sestavljeno.
- Lahko tudi oblikujete lastno gonilniško vezje, če za to imate znanje elektronike. Gonilniško vezje LM317 ponuja dobro predlogo za lastno oblikovanje. Za zaščito izhodne moči pred konicami uporabite vezje upor-kondenzator (RC).
- Ko sestavite gonilniško vezje, ga lahko preizkusite tako, da ga priključite na svetlečo diodo (LED). Če LED ne zasveti takoj, nastavite potenciometer. Če s tem ne odpravite težave, znova preverite vezje in preverite, ali je vse pravilno povezano.
Korak 3. Povežite gonilniški tokokrog z diodo
Če imate digitalni multimeter, ga lahko priključite v vezje za spremljanje toka, ki ga dioda prejema. Večina diod lahko sprejme razpon od 30 do 250 miliamperov (mA), medtem ko bo območje od 100 do 150 mA ustvarilo dovolj močan žarek.
Medtem ko bo močnejši žarek iz diode ustvaril močnejši žarek, bo dodatni tok, potreben za ustvarjanje tega žarka, diodo hitreje izgorel
Korak 4. Priključite vir napajanja (baterijo) v gonilnik
Dioda bi morala zdaj močno zažgati.
Korak 5. Prilagodite lečo, da izostri laserski žarek
Če ciljate na steno, se prilagajajte, dokler se ne prikaže lepa, svetla pika.
Ko ste lečo prilagodili tako daleč, položite vžigalico v skladu s svetlobnim pramenom in nastavite lečo, dokler ne vidite, da se vžigalica začne kaditi. Lahko poskusite tudi z baloni ali zažgati luknje v papirju
Drugi način: Izdelava laserja z najdeno diodo
Korak 1. Pridobite stari DVD ali Blu-Ray zapisovalnik
Poiščite enoto s hitrostjo pisanja 16x ali več. Te enote imajo diode z izhodno močjo 150 milivatov (mW) ali več.
- DVD zapisovalnik ima rdečo diodo z valovno dolžino 650 nanometrov (nm).
- Pisatelj Blu-Ray ima modro diodo z valovno dolžino 405 nm.
- Snemalnik DVD -jev mora biti dovolj funkcionalen za pisanje diskov, čeprav ne nujno uspešno. (Z drugimi besedami, njegova dioda mora biti funkcionalna.)
- Bralnika DVD -jev, zapisovalnika CD -jev ali bralnika CD -jev ne zamenjajte z zapisovalnikom DVD -jev. Bralnik DVD -jev ima rdečo diodo, vendar ni tako močan kot zapisovalnik DVD -jev. Dioda zapisovalnika zgoščenk je dovolj močna, vendar oddaja svetlobo v infrardečem območju in vas mika, da poiščete žarek, ki ga ne vidite.
Korak 2. Odstranite diodo iz nje
Obrnite pogon. Videli boste štiri ali več vijakov, ki jih boste morali odviti, preden ločite pogon in zberete diodo.
- Ko ločite pogon, boste videli par kovinskih tirnic, pritrjenih z vijaki. Ti podpirajo laserski sklop. Ko odvijete tirnice, jih lahko odstranite in odstranite laserski sklop.
- Dioda bo manjša od penija. Ima tri kovinske zatiče in je lahko zaprt v kovinski plašč, z ali brez zaščitnega prozornega okna ali pa je izpostavljen.
- Diodo boste morali izvleči iz laserskega sklopa. Morda vam bo lažje odstraniti hladilnik iz sklopa, preden poskusite izvleči diodo. Če imate antistatični zapestni trak, ga uporabite pri odstranjevanju diode.
- Z diodo ravnajte previdno, še posebej, če gre za izpostavljeno diodo. Morda boste želeli imeti antistatično posodo za vstavljanje diode, dokler ne sestavite laserja.
Korak 3. Pridobite lečo za ostrenje
Za uporabo kot laser uporabite diodni žarek. To lahko storite na dva načina:
- Za ostrenje uporabite povečevalno steklo. Steklo boste morali premakniti, da poiščete pravo mesto za izdelavo laserskega žarka, to pa boste morali storiti vsakič, ko uporabite laser.
- Pridobite lasersko diodo z nizko porabo, na primer 5 mW, sklop cevi za leče in zamenjajte diodo za zapisovanje DVD-diode.
Korak 4. Pridobite ali sestavite gonilniško vezje
Korak 5. Diodo priključite na gonilniško vezje
Pozitivni zatič priključite na pozitivni vod iz vezja gonilnika, negativni zatič pa na negativni vod. Lokacija zatiča se razlikuje glede na to, ali delate z rdečo diodo za zapisovanje DVD-jev ali modro diodo za zapisovanje Blu-Ray.
- Diodo držite tako, da so zatiči obrnjeni proti vam, obrnjeni tako, da glave zatičev naredijo trikotnik, ki kaže na desno. Na obeh diodah je pin na vrhu pozitiven pin.
- Na rdeči diodi za zapisovanje DVD -jev je osrednji zatič, ki tvori vrh trikotnika, negativni zatič.
- Na modri diodi za zapisovanje Blu-Ray je spodnji pin negativen.
Korak 6. Priključite vir napajanja na gonilniško vezje
Korak 7. Prilagodite lečo, da izostri laserski žarek
Nasveti
- Manjši kot koncentrirate laserski žarek, močnejši bo, vendar bo učinkovit le na razdalji, v kateri ga usmerite. Če žarek usmerite na razdaljo 1 m, bo učinkovit le na 1 m. Ko laserskega aparata ne uporabljate, izostrite njegovo lečo, dokler žarek, ki ga ustvari, ni približno premera krogle za namizni tenis.
- Za zaščito vašega sestavljenega laserja ga boste morali hraniti v nekem ohišju, kot je LED svetilka ali držalo za baterije, odvisno od tega, kako majhno je gonilniško vezje.
Opozorila
- Ne sijejte z laserjem na odsevno površino. Laser je žarek svetlobe in se lahko odseva enako kot nefokusiran žarek svetlobe, le z večjimi posledicami.
- Vedno nosite očala, ki ustrezajo valovni dolžini žarka laserja, s katerim delate (v tem primeru valovna dolžina laserske diode). Laserska očala so v komplementarni barvi žarka: zelena za rdeči 650 nm laser, oranžno-rdeča za modri 405 nm laser. Varnostne maske, dimljenega stekla ali sončnih očal ne zamenjajte z laserskimi očali.
- Ne glejte v laserski žarek in ga ne sijete v oči nekoga drugega. Laserji razreda IIIb, vrsta laserja, opisanega v tem članku, lahko poškodujejo oko, tudi če nosite laserska očala. Prav tako je nezakonito usmerjati tovrstne laserje brez razlikovanja.
