Kuidas teha laserit

Sõna “laser” on akronüüm sõnast “valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse emissiooniga”. Esimene laser, mis kasutas resonaatorina hõbedaga kaetud rubiinsilindrit, töötati välja 1960. aastal Californias Hughesi uurimislaboris. Tänapäeval kasutatakse lasereid mõõtmistest kuni kodeeritud andmete lugemiseni ning laseri valmistamiseks on mitu võimalust, olenevalt teie eelarvest ja oskustest.

1
Pakkuge energiaallikat. Laserid töötavad ehk “lasevad”, stimuleerides elektrone kiirgama teatud lainepikkusega valgust. (Selle protsessi pakkus esmakordselt välja 1917. aastal Albert Einstein.) Et elektronid valgust kiirgaksid, peavad nad esmalt neelama energiat, et tõsta neid kõrgemal orbiidil, seejärel tühjendavad selle energia algsele orbiidile naastes valgusena. Neid energiaallikaid nimetatakse “pumpadeks”. Väikesed laserid (nt CD- ja DVD-mängijad ja laserosutajad) kasutavad elektrivoolu andmiseks elektroonilisi ahelaid. dioodidele, mis toimib pumbana.Süsinikdioksiidlasereid pumbatakse elektrilahendustega, et ergutada nende elektrone.Eksimeerlaserid saavad energia keemilistest reaktsioonidest.Kristallide või klaaside ümber ehitatud laserid kasutavad tugevaid valgusallikaid, nagu kaar- või välklambid.

2
Suunake energiat võimenduskandja kaudu. Võimenduskeskkond või aktiivne laserkeskkond võimendab stimuleeritud elektronide poolt eraldatava valguse võimsust. Tugevdusmeedium võib olla mis tahes järgmistest elementidest: pooljuhid, mis on valmistatud sellistest materjalidest nagu galliumarseniid, alumiiniumgalliumarseniid või indiumgalliumarseniid. Kristallid, nagu näiteks rubiini silinder, mida kasutatakse Hughes Laboratories laseris. Kasutatud on ka safiiri ja granaati, samuti optilise klaasi kiude. Neid klaase ja kristalle on töödeldud haruldaste muldmetallide ioonidega.Keraamika, mida on töödeldud ka haruldaste muldmetallide ioonidega. Vedelikud, tavaliselt värvivad, kuigi infrapunalaseri valmistamisel kasutati võimenduskeskkonnana džinni ja toonikut. Gelatiini magustoitu (Jell-O) on edukalt kasutatud ka võimenduskeskkonnana.Gaasid, nagu süsinikdioksiid, lämmastik, elavhõbedaaur või heeliumi-neooni segu.Keemilised reaktsioonid.Elektronkiired.Tuumamaterjalid. Uraani laserit toodeti esmakordselt 1960. aasta novembris, kuus kuud pärast esimest rubiinlaserit.

3
Seadke valguse hoidmiseks peeglid. Need peeglid ehk resonaatorid hoiavad valgust laserkambris, kuni see saavutab soovitud energiataseme, et vabaneda, kas siis ühes peeglis oleva pisikese ava või läätse kaudu. Lihtsaim resonaatori seadistus, lineaarne resonaator, kasutab kaks peeglit, mis on paigutatud laserkambri vastaskülgedele. See toodab ühte väljundkiirt. Keerulisem seadistus, rõngasresonaator, kasutab kolme või enamat peeglit. See võib optilise isolaatori abil luua ühe kiire või mitu kiirt.

4
Kasutage teravustamisläätse, et suunata valgus läbi võimendusmeediumi. Objektiiv aitab koos peeglitega keskenduda ja suunata valgust nii, et võimenduskeskkond saaks võimalikult palju vastu.

5
Leidke jaemüüja. Võite minna elektroonikapoodi või otsida võrgust “laserkomplekt”, “lasermoodul” või “laserdiood”. Teie laserkomplekt peaks sisaldama järgmist: draiveri vooluahel. (Seda müüakse mõnikord teistest komponentidest eraldi.) Otsige draiveriahelat, mis võimaldab teil voolu reguleerida.Laserdiood.Reguleeritav klaasist või plastist lääts. Tavaliselt on diood ja lääts kokku pakitud väikesesse torusse. (Need komponendid on mõnikord müüakse draiveriahelast eraldi.)

6
Pange juhi vooluahel kokku. Paljud laserkomplektid nõuavad draiveriahela kokkupanemist. Need komplektid sisaldavad trükkplaati ja sellega seotud osi ning peate selle kokku jootma, järgides lisatud skeemi. Teistes komplektides võib vooluahel olla juba kokku pandud. Kui teil on selleks elektroonikaoskused, saate kujundada ka oma draiveriahela. LM317 draiveri ahel on hea malli enda kujundamiseks. Väljundvõimsuse kaitsmiseks piikide eest kasutage kindlasti takisti-kondensaatori (RC) ahelat. Kui olete draiveriahela kokku pannud, saate seda testida, ühendades selle valgusdioodiga (LED). Kui LED ei sütti kohe, reguleerige potentsiomeetrit. Kui see probleemi ei lahenda, kontrollige vooluringi uuesti, et näha, kas kõik on õigesti ühendatud.

7
Ühendage draiveri ahel dioodiga. Kui teil on digitaalne multimeeter, saate selle vooluringiga ühendada, et jälgida dioodi vastuvõetavat voolu. Enamik dioode mahutab vahemikku 30–250 milliamprit (mA), samas kui vahemik 100–150 mA tekitab piisavalt võimsa valgusvihu. Kuigi dioodi võimsam kiir tekitab võimsama valgusvihu, on selle jaoks vajalik lisavool. genereerida, et kiir põleb dioodi kiiremini läbi.

8
Ühendage toiteallikas (aku) draiveri vooluringiga. Diood peaks nüüd eredalt helendama.

9
Reguleerige objektiivi laserkiire teravustamiseks. Kui sihite seina, reguleerige, kuni ilmub kena hele täpp. Kui olete objektiivi nii kaugele reguleerinud, asetage tikk valgusvihuga ühele joonele ja reguleerige objektiivi, kuni näete, et tikupea hakkab suitsema. Võite proovida ka õhupalle poputada või paberisse auke põletada.

10
Hankige vana DVD- või Blu-Ray-kirjutaja. Otsige seadet, mille kirjutamiskiirus on 16x või kiirem. Nendel seadmetel on dioodid, mille väljundvõimsus on 150 millivatti (mW) või parem.DVD kirjutajal on punane diood lainepikkusega 650 nanomeetrit (nm). Blu-Ray kirjutajal on sinine diood lainepikkusega 405 nm. DVD-kirjutaja peab plaatide kirjutamiseks olema piisavalt funktsionaalne, kuigi mitte tingimata edukalt. (Teisisõnu, selle diood peab olema funktsionaalne.) Ärge asendage DVD-kirjutajat DVD-lugeja, CD-kirjutaja või CD-lugejaga. DVD-lugejal on punane diood, kuid mitte nii võimas kui DVD-kirjutaja. CD kirjutaja diood on piisavalt võimas, kuid kiirgab valgust infrapuna vahemikus, ahvatledes otsima kiirt, mida sa ei näe.

11
Eemaldage diood sellest. Pöörake ajam ümber. Näete nelja või enamat kruvi, mis peate enne draivi eraldamist ja dioodi kogumist lahti keerama. Kui olete draivi eraldanud, näete paari metallsiine, mis on kinnitatud kruvidega. Need toetavad laserkoostu. Kui keerate siinid lahti, saate need eemaldada ja laserkomplekti välja võtta. Diood on väiksem kui sent. Sellel on kolm metallist tihvti ja see võib olla ümbritsetud metallümbrisega, kaitsva läbipaistva aknaga või ilma, või see võib olla paljastatud. Peate dioodi laserikoostu küljest välja tõmbama. Enne dioodi eemaldamist võib jahutusradiaatorit lihtsam eemaldada. Kui teil on antistaatiline randmerihm, kasutage seda dioodi eemaldamise ajal. Käsitsege dioodi ettevaatlikult, eriti kui tegemist on katmata dioodiga. Võib-olla soovite omada antistaatilist anumat, kuhu dioodi panna, kuni saate laseri kokku panna.

12
Hankige teravustamisobjektiiv. Laserina kasutamiseks peate dioodi kiire läbi viima läbi teravustamisläätse. Saate seda teha kahel viisil: kasutage teravustajana suurendusklaasi. Laserkiire tekitamiseks õige koha leidmiseks peate klaasi liigutama ja seda tuleb teha iga kord, kui laserit kasutate. Hankige väikese võimsusega laserdiood, näiteks 5 mW, läätsetoru monteerige kokku ja asendage koostu dioodiga oma DVD-kirjutusdiood.

13
Hankige või koostage draiveri ahel.

14
Ühendage diood draiveri vooluringiga. Ühendate positiivse tihvti juhiahela positiivse juhtmega ja negatiivse tihvti negatiivse juhtmega. Nõela asukoht erineb olenevalt sellest, kas töötate punase DVD-kirjutusdioodi või sinise Blu-Ray-kirjutusdioodiga.Hoidke dioodi nii, et tihvtid oleksid enda poole suunatud, pööratuna nii, et nõelapead moodustavad kolmnurga, mis osutab paremale. Mõlemal dioodil on ülaosas olev tihvt positiivne. Punasel DVD-kirjutusdioodil on kolmnurga tipu moodustav kõige keskel olev tihvt.Sinisel Blu-Ray kirjutusdioodil on alumine tihvt. on negatiivne tihvt.

15
Ühendage toiteallikas draiveri vooluringiga.

16
Reguleerige objektiivi laserkiire teravustamiseks.