Termín „laser“v skutočnosti znamená „zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia“. Prvý laser, ktorý ako rezonátor používal rubínový valček potiahnutý striebrom, bol vyvinutý v roku 1960 v kalifornskom Hughes Research Laboratories. V dnešnej dobe sa lasery používajú na množstvo vecí, od merania až po čítanie šifrovaných dát, a existuje niekoľko spôsobov výroby laserov, v závislosti od rozpočtu a možností.
Krok
Časť 1 z 2: Pochopenie fungovania laserov
Krok 1. Poskytnite zdroj energie
Lasery fungujú alebo „lasery“stimuláciou elektrónov, aby vyžarovali svetlo určitej vlnovej dĺžky. (Tento proces prvýkrát navrhol v roku 1917 Albert Einstein.) Aby mohli elektróny vyžarovať svetlo, musia najskôr absorbovať energiu, aby sa dostali na vyššiu obežnú dráhu, a potom túto energiu uvoľniť ako svetlo po návrate na pôvodnú obežnú dráhu. Tento zdroj energie sa nazýva „čerpadlo“.
- Malé lasery, ako sú napríklad prehrávače diskov CD a DVD a laserové ukazovátka, používajú elektrický obvod na dodávanie elektrického prúdu dióde, ktorá funguje ako čerpadlo.
- Laser na báze oxidu uhličitého je čerpaný elektrickým prúdom na stimuláciu elektrónov.
- Excimerové lasery získavajú energiu z chemických reakcií.
- Lasery vyrobené z krištáľu alebo skla používajú silný zdroj svetla, ako je oblúková lampa alebo blesk.
Krok 2. Usmernite energiu cez zosilňovacie médium
Zosilňovacie médium alebo aktívne laserové médium zosilňuje energiu uvoľnenú lúčom v dôsledku stimulovaných elektrónov. Vystužujúcim médiom môže byť jedno z nasledujúcich:
- Polovodiče vyrobené z materiálov, ako je arzenid gália, arzenid hliníka a gália alebo arzenid india a gália.
- Kryštál rubínového valca použitý v prvom laseri vyrobenom spoločnosťou Hughes Laboratories. Použité boli tiež zafíry a granátové jablká, ako aj optické sklenené vlákna. Sklo a kryštály sú ošetrené iónmi kovov vzácnych zemín.
- Keramika, ktorá je tiež vopred upravená iónmi kovov vzácnych zemín.
- Kvapaliny, zvyčajne farbivá, aj keď sa infračervené lasery vyrábajú s použitím ginu a tonika ako zosilňujúceho média. Želatínový dezert (Jell-O) sa úspešne používa aj ako posilňujúce médium.
- Plyny, ako napríklad oxid uhličitý, dusík, ortuťové pary alebo zmes hélia a neónu.
- Chemická reakcia.
- Elektrónový reflektor.
- Jadrová hmota. Prvý uránový laser bol vytvorený v novembri 1960, šesť mesiacov po vytvorení prvého rubínového lasera.
Krok 3. Nastavte zrkadlá tak, aby sa prispôsobili svetlu
Zrkadlo alebo rezonátor zadržiava lúč v laserovej komore, kým nedosiahne požadovanú úroveň energie na výboj, a to buď malým otvorom v jednom zo zrkadiel, alebo šošovkou.
- Najjednoduchšie nastavenie rezonátora, lineárny rezonátor, používa dve zrkadlá umiestnené oproti sebe v laserovej komore. Toto nastavenie vytvára jeden svetelný lúč.
- Komplikovanejšie usporiadanie, prstencový rezonátor, používa tri alebo viac zrkadiel. Toto usporiadanie môže vytvárať jeden lúč s pomocou optického izolátora alebo dvojitý lúč.
Krok 4. Na zaostrenie lúča cez zosilňovacie médium použite zaostrovaciu šošovku
Objektív spolu so zrkadlom pomáha zaostrovať a nasmerovať svetlo tak, aby zosilňovacie médium dostalo čo najviac svetla.
Časť 2 z 2: Výroba laserov
Prvá metóda: Výroba lasera z laserového zariadenia
Krok 1. Nájdite obchod, ktorý predáva laserové zariadenia
Môžete ísť do obchodu s elektronikou alebo na internete vyhľadať „laserové zariadenie“, „laserový modul“alebo „laserovú diódu“. Laserové zariadenie by malo obsahovať:
- obvod regulátora. (Táto časť sa niekedy predáva oddelene od ostatných komponentov.) Pozrite sa na ovládací obvod, ktorý vám umožní regulovať prúd.
- Laserové diódy.
- Objektív, sklenený alebo plastový, ktorý je možné nastaviť. Dióda a šošovka sú obvykle zabalené v malej trubičke. (Tieto komponenty sa niekedy predávajú oddelene od obvodu ovládača.)
Krok 2. Zostavte obvod regulátora
Mnoho laserových zariadení vyžaduje, aby ste si vytvorili vlastný obvod ovládača. Tento typ zariadenia obsahuje obvodovú dosku a súvisiace diely a musíte ich spájkovať dohromady podľa schémy dodanej so zariadením. Existujú však aj ďalšie zariadenia, ktoré majú vstavaný riadiaci obvod.
- Ak máte znalosti v oblasti elektroniky, môžete si tiež navrhnúť obvod regulátora sami. Obvod regulátora LM317 je skvelou predlohou pre návrh vlastného obvodu. Uistite sa, že používate obvod odpor-kondenzátor, aby generovaná energia nevyžarovala nadmerné impulzy.
- Po zostrojení obvodu regulátora ho otestujte pripojením k svetelnej dióde (LED). Ak sa dióda LED nerozsvieti okamžite, nastavte potenciometer. Ak problém pretrváva, znova skontrolujte obvod a uistite sa, že sú všetky diely správne pripojené.
Krok 3. Pripojte obvod regulátora k dióde
Ak máte digitálny multimetr, pripojte ho k obvodu a sledujte prúd prijatý diódou. Väčšina diód môže mať rozsah 30-250 miliampérov (mA), zatiaľ čo rozsah 100-150 mA bude produkovať pomerne silný lúč.
Napriek tomu, že silnejší lúč z diódy bude produkovať výkonnejší laser, dodatočný prúd potrebný na vytvorenie lúča bude horieť a poškodiť diódu rýchlejšie
Krok 4. Pripojte zdroj napájania (batériu) k obvodu regulátora
Teraz by mala dióda svietiť.
Krok 5. Upravte objektív tak, aby zaostroval laserový lúč
Ak chcete stenu zvýrazniť, upravte ju, kým sa nezobrazí pekné svetlé miesto.
Po správnom nastavení šošovky vložte do dráhy lasera zápalku a upravujte šošovku, kým z hlavičky zápalky nezačne dymiť. Môžete tiež skúsiť vyhodiť do vzduchu balóniky alebo diery v papieri laserom
Metóda dva: Výroba laserov z použitých diód
Krok 1. Zaobstarajte si použitú napaľovačku diskov DVD alebo Blu-Ray
Vyhľadajte jednotku s rýchlosťou zápisu 16 -krát alebo vyššou. Jednotka má diódu s výstupným výkonom 150 miliwattov (mW) alebo vyšším.
- Zapisovačka diskov DVD má červenú diódu s vlnovou dĺžkou 650 nanometrov (nm).
- Zapisovač Blu-Ray má modrú diódu s vlnovou dĺžkou 405 nm.
- Zapisovačka diskov DVD by mala byť dostatočne schopná zapisovať na disky, aj keď nemusí byť úspešná. (Inými slovami, dióda by mala stále fungovať).
- Na výmenu napaľovačky diskov DVD nepoužívajte čítačku DVD, napaľovačku diskov CD alebo CD. Čítačky DVD majú červené diódy, ale nie také výkonné ako napaľovačky diskov DVD. Diódy na zapisovanie diskov CD sú dosť silné, ale vyžarujú svetlo v infračervenom rozsahu, takže musíte hľadať lúče, ktoré nevidíte.
Krok 2. Vyberte diódu zo zapisovacieho zariadenia DVD/Blu-Ray
Otočné zariadenie. Pred otvorením zariadenia a vybratím diódy je potrebné odstrániť štyri alebo viac skrutiek.
- Akonáhle je zariadenie otvorené, bude tam pár kovových rámov držaných na mieste pomocou skrutiek. Rám drží laserové komponenty. Po odstránení skrutiek môžete odstrániť rám a odstrániť laserové komponenty.
- Diódy sú menšie ako mince. Dióda má tri kovové nožičky a môže byť uzavretá v kovovej vrstve, s priehľadným ochranným okienkom alebo bez neho, alebo môže byť otvorená.
- Musíte vziať diódu z laserového komponentu. Aby ste to uľahčili, najskôr odstráňte chladič z laserového komponentu a až potom sa pokúste odstrániť diódu. Ak máte antistatický popruh na zápästie, noste ho pri vyberaní diódy.
- S diódou zaobchádzajte opatrne, ešte opatrnejšie, ak ide o otvorenú diódu. Pripravte si antistatické puzdro na uloženie diód, kým nebudete pripravení na výrobu lasera.
Krok 3. Získajte zaostrovací objektív
Na výrobu laseru musí lúč diódy prechádzať zaostrovacou šošovkou. Môžete to urobiť jedným z nasledujúcich dvoch spôsobov:
- Na zaostrenie použite lupu. Posúvajte lupu, kým nenájdete správne miesto na vytváranie laserového lúča, a to by ste mali urobiť vždy, keď chcete laser použiť.
- Zaobstarajte si súpravu tubusu objektívu s laserovou diódou s nízkym výkonom, napríklad 5 mW, a vymeňte diódu za diódu zo zapisovacej jednotky DVD.
Krok 4. Získajte alebo vytvorte obvod regulátora
Krok 5. Pripojte diódu k obvodu regulátora
Pripojte kladný vodič diódy k kladnému vodiču obvodu regulátora a záporný vodič k zápornému vodiču. Umiestnenie pinov diód sa líši v závislosti od toho, či používate červenú diódu zo zapisovacej jednotky DVD alebo modrú diódu zo zapisovacej jednotky Blu-Ray.
- Diódu držte nohami obrátenými k sebe a otáčajte ju tak, aby základne nôh tvorili trojuholník smerujúci doprava. Na oboch diódach je horná časť nohy pozitívna.
- Na červenej dióde napaľovačky DVD je negatívna noha v strede v strede, ktorá tvorí vrchol trojuholníka.
- Na modrej dióde zapisovača Blu-Ray je dolná časť nohy negatívna.
Krok 6. Pripojte zdroj napájania k obvodu regulátora
Krok 7. Upravte objektív tak, aby zaostril na laserový lúč
Tipy
- Čím menší laserový lúč zaostríš, tým bude laser výkonnejší, ale bude účinný iba pri tejto ohniskovej vzdialenosti. Ak je laser zaostrený na vzdialenosť 1 m, je účinný iba na vzdialenosť 1 m. Ak laser nechcete používať, zaostrite šošovku, kým nebude mať laserový lúč priemer pingpongovej loptičky.
- Ak chcete chrániť svoje laserové zariadenie, skladujte ho v zásuvke, ako je napríklad LED baterka alebo držiak batérie, v závislosti od toho, ako malý je váš obvod ovládača.
Pozor
- Nesvietite laserom na povrch, ktorý odráža svetlo. Lasery sú svetelné lúče a môžu sa odrážať rovnako ako nezaostrené lúče, iba s väčšími následkami.
- Vždy používajte okuliare, ktoré sú špecifické pre vlnovú dĺžku laserového lúča, s ktorým pracujete (v tomto prípade pre vlnovú dĺžku laserovej diódy). Laserové okuliare sa vyrábajú vo farbách, ktoré vyrovnávajú farbu laserového lúča: zelená pre 650 nm červený laser, červeno-oranžová pre 405 nm modrý laser. Namiesto laserových okuliarov nepoužívajte zváračské prilby, rebrované okuliare ani slnečné okuliare.
- Nepozerajte sa do zdroja laserového lúča a nesviette laseru do očí ľudí. Lasery triedy IIIb, typ laseru, o ktorom sa hovorí v tomto článku, môže poškodiť oko, dokonca aj pri použití laserových okuliarov. Nerozlišujúce svietenie laserovým lúčom je tiež porušením zákona.
