Cum se face un laser

Cuvântul "laser" este de fapt un acronim în limba engleză pentru "amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiație". Primul laser, folosind un cilindru rubinic acoperit cu argint ca rezonator, a fost dezvoltat în 1960 la Laboratorul de Cercetare Hughes din California. Astăzi, laserele sunt utilizate pentru scopuri variind de la măsurare la acces la datele codificate și există diverse modalități de a face una, în funcție de buget și de competențele dvs.

conținut

Pași
Partea 1Înțelegerea modului în care funcționează un laser
Partea 2construirea unui laser
Metoda 1: folosind un kit
Metoda a doua: efectuarea unui laser cu o diodă găsită
Sfaturi
Avertismente
Articolele necesare
Surse și cotatii

pași

Partea 1
Înțelegerea modului în care funcționează un laser

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 1

Furnizați o sursă de alimentare. Laserele funcționează stimulând electronii pentru a emite lumină cu o anumită lungime de undă. (Acest proces a fost propus inițial de Einstein în 1917). Pentru ca electronii să emită lumină, ei trebuie să absoarbă mai întâi energia pentru a-i propulsa pe o orbită mai înaltă. După aceea, electronii trebuie să elibereze această energie sub forma de lumină înapoi la orbitele originale. Aceste surse de energie sunt cunoscute sub numele de "bombe".

Lăzile mici, cum ar fi cele ale playerelor CD și DVD și prezentatorilor sau indicatoarelor, utilizează circuite electronice pentru a furniza curent electric diodelor care servesc ca pompă.
Lăzile cu dioxid de carbon sunt pompate cu descărcări electrice pentru a agita electronii.
Excelența lasere obține energie de la reacțiile chimice.
Laserele construite în jurul cristalelor sau sticlei folosesc surse puternice de lumină, cum ar fi lămpile cu bliț sau cu arc.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 2

Energia conductei folosind un mediu activ. Mediul activ (mediul de câștig mediu sau mediu) amplifică puterea luminii dată de electronii stimulați. Poate fi oricare din următoarele:

Semiconductoare realizate din materiale cum ar fi arsenid de galiu, arsenid de galiu-aluminiu sau arsenid de galiu-indiu.
Cristale ca cilindrul rubinic folosit în laboratorul Hughes. Saphir și granat au fost de asemenea utilizate ca și fibrele optice. Aceste cristale și sticle sunt tratate cu ioni de elemente rare de pământ.
Ceramica, tratată și cu ioni de pământuri rare.
Lichide, de obicei tincturi, deși un laser infraroșu a fost produs folosind gin și tonic ca mediu activ. Gelatina a fost, de asemenea, utilizată ca mediu activ.
Gaze, cum ar fi dioxid de carbon, azot, vapori de mercur sau un amestec de heliu și neon.
Reacții chimice.
Grinzi electronice.
Materiale nucleare. Un laser de uraniu a fost produs prima data in noiembrie 1960, la sase luni dupa primul laser rubinic.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 3

Montați oglinzile pentru a ține lumina. Aceste oglinzi sau rezonatoare păstrează lumina din interiorul camerei laser până când atinge nivelul de energie dorit pentru eliberare, fie printr-o mică deschidere în oglindă, fie printr-o lentilă.

Cel mai simplu, ansamblu rezonator liniar utilizează două oglinzi amplasate pe părțile opuse ale camerei. Ea produce o singură rază.
O montură mai complicată, montarea inelului, utilizează trei sau mai multe oglinzi. Se poate crea o singură rază, cu ajutorul unui izolator optic sau a diferitelor raze.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 4

Utilizați un obiectiv de focalizare pentru a direcționa lumina prin mediul activ. Împreună cu oglinzile, lentilele ajută la focalizarea și direcționarea luminii, astfel încât mediul să primească maximul posibil.

Partea 2
Construirea unui laser

Metoda 1: Folosind un kit

Imaginea intitulată Faceți un pas laser 5

Găsiți un reseller. Puteți merge la un magazin de electronice sau puteți căuta online "kit laser", "modul laser" sau "diodă laser". Setul dvs. trebuie să includă următoarele:

Un circuit de conducător auto. (Se vinde uneori separat de alte componente). Căutați un circuit care vă permite să reglați curentul.
O diodă laser.
O lentilă de sticlă sau plastic reglabilă. În general, dioda și lentilele sunt împachetate împreună într-un tub mic. (Aceste componente sunt uneori vândute separat de circuit).

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 6

Montați circuitul. Multe kituri laser necesită montarea circuitului. Acestea includ o placă de circuit și părțile aferente și vă solicită să le lipiți după o schemă uniformă. Alte kituri pot veni cu circuitul deja montat.

De asemenea, puteți proiecta propriul circuit dacă aveți capacitățile electronice pentru acesta. Circuitul șoferului LM317 oferă un aspect bun pentru a atrage al tău. Utilizați un circuit rezistor-condensator (RC) pentru a proteja puterea de vârf.
După ce ați asamblat circuitul, îl puteți testa conectându-l la un LED (LED). Dacă LED-ul nu se aprinde imediat, reglați potențiometrul. Dacă acest lucru nu rezolvă problema, verificați din nou circuitul pentru a vedea dacă totul este conectat corect.

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 7

Conectați circuitul la diodă. Dacă aveți un multimetru digital, îl puteți conecta la circuit pentru a monitoriza curentul pe care îl primește dioda. Majoritatea diodelor pot găzdui o gamă de 30 până la 250 miliamperi (mA), în timp ce o rază de 100 până la 150 mA va produce o rază de putere suficientă.

Deși o rază mai puternică provenind de la diodă produce un laser mai puternic, curentul suplimentar necesar pentru a genera acea rază va arde dioda mai repede.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 8

Conectați sursa de alimentare (baterie) la circuit. Dioda trebuie să strălucească acum.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 9

Reglați lentilele pentru a vă concentra pe fasciculul laser. Dacă vă îndreptați spre un perete, reglați până când apare un punct luminos și ascuțit.

Odată ce ați ajustat acest punct, plasați un meci în conformitate cu fulgerul și reglați lentilele până când capul său începe să elibereze fumul. Puteți, de asemenea, încerca să distrugeți vezici sau să faceți găuri în foi de hârtie.

Metoda a doua: Efectuarea unui laser cu o diodă găsită

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 10

Obțineți un DVD vechi sau arzător Blu-Ray. Căutați o unitate cu o viteză de înregistrare de 16x sau mai mult. Ei au diode cu o putere de 150 milliwați (mW) sau mai mult.

Înregistratorul DVD are o diodă roșie cu lungimea de undă de 650 nanometri (nm).
Înregistratorul Blu-Ray are o diodă albastră cu o lungime de undă de 405 nm.
DVD-ul trebuie să fie suficient de funcțional pentru a arde discurile, deși nu este neapărat cu succes. (Cu alte cuvinte, dioda lui trebuie să fie funcțională).
Nu înlocuiți DVD recorderul cu DVD player, CD recorder sau CD player. Un DVD player are o diodă roșie, dar nu la fel de puternic ca recorderul. Dioda înregistratorului CD-urilor este suficient de puternică, dar emite lumină infraroșie, tentând să căutați un fulger pe care nu îl veți putea vedea.

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 11

Scoateți dioda. Rotiți șoferul. Veți vedea patru sau mai multe șuruburi pe care va trebui să le eliberați înainte de a putea detașa piesa și ridica dioda.

După ce separați șoferul, veți vedea o pereche de șine metalice fixate cu șuruburi. Ele sunt suportul pentru laser. Odată ce le desfaceți șuruburile, le puteți scoate și ridicați ansamblul laser.
Dioda va fi mai mică decât o monedă. Are trei pini de metal și poate fi în interiorul unei jachete, cu sau fără o fereastră protectoare transparentă sau poate fi expusă.
Va trebui să scoateți dioda de pe suportul pentru laser. Poate fi mai ușor să scoateți radiatorul din ansamblu înainte de a încerca să scoateți dioda. Dacă aveți o curea de mână antistatică, folosiți-o pentru a scoate dioda.
Aveți grijă de ea, mai ales dacă este de tipul expus. Ar putea fi bine să aveți un container antistatic care să îl pună până când puteți monta laserul.

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 12

Obțineți un obiectiv de focalizare. Va trebui să treci fasciculul de diode printr-o lentilă de acest tip pentru ao folosi ca laser. Puteți face acest lucru în două moduri:

Utilizați o lupă. Va trebui să mutați lupa pentru a găsi locul potrivit pentru a produce un fascicul laser și va trebui să faceți acest lucru de fiecare dată când îl utilizați.
Obțineți un suport pentru tubul obiectivului pentru o diodă laser cu putere redusă, cum ar fi o frecvență de 5 nW, și înlocuiți acea diodă cu ceea ce ați scos din arzătorul DVD.

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 13

Obțineți sau montați un circuit de conducător auto.

Imaginea intitulă Efectuați un pas laser 14

Conectați circuitul la diodă. Conectați știftul pozitiv la firul conductorului pozitiv al circuitului, iar știftul negativ la conductorul negativ. Locația acestor pini variază în funcție de dioda pe care o utilizați: cea a unui DVD recorder sau a unui Blu-Ray.

Țineți dioda cu pinii îndreptați spre voi, rotiți astfel încât capetele lor să formeze un triunghi care indică spre dreapta. La ambele diode, știftul superior este pozitiv.
Pe dioda roșie a recorderului DVD, pinul central este negativ.
În dioda înregistratorului Blu-Ray, pinul inferior este negativ.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 15

Conectați sursa de alimentare la circuit.

Imaginea intitulată Efectuați un pas laser 16

Reglați lentilele pentru a vă concentra pe fasciculul laser.

sfaturi

Cu cât concentrați mai mult fasciculul laser, cu atât va fi mai puternic, dar numai la distanța la care îl concentrați. Dacă îl focalizați la o distanță de 1 m, acesta va fi eficient numai la 1 m. Când nu utilizați laserul, focalizați-vă de lentilele sale până când raza produsă este diametrul unei mingi de ping-pong.
Pentru a proteja laserul, lăsați-l într-un fel de caz, cum ar fi o lanternă sau un suport pentru baterii, în funcție de dimensiunea circuitului.

avertismente

Purtați întotdeauna ochelari adecvați pentru lungimea de undă a laserului pe care îl utilizați (în acest caz lungimea de undă a laserului cu diodă). Ochelarii cu laser sunt de culoarea complementară a razei: verde pentru un laser roșu de 650 nm, portocaliu pentru un laser albastru de 405 nm. Nu le înlocuiți cu o mască de sudură, sticlă colorată sau ochelari de soare.
Nu priviți direct la laser sau îndreptați-l către ochii altora. Lăzile clasa IIIb, tipul descris în acest articol, pot deteriora ochii chiar și atunci când poartă ochelari de protecție. Este, de asemenea, ilegal să se utilizeze lasere de acest tip fără discreție.
Nu îndreptați un laser la o suprafață reflectorizantă. Este o rază de lumină și poate fi reflectată în același mod ca și lumina fără focalizare, cu consecințe mai grave.

Articolele necesare

Kitul cu laser sau circuitul șoferului și tubul cu lentile și dioda
DVD sau diodă de înregistrare Blu-Ray (opțional)
Fier de fier (dacă circuitul urmează să fie asamblat)
Sudarea (dacă circuitul urmează să fie montat)
Șurubelniță (dacă doriți să dezasamblați un DVD recorder)
Pensete (dacă doriți să dezasamblați un DVD recorder)
Tasta alimentatorului (opțional)
Sârma de sârmă (pentru a conecta dioda la circuit și aceasta la comutatorul de alimentare)
Bateriile (cu cel puțin 6 volți)