A „lézer” szó a „fényerősítés stimulált sugárzás által” kifejezés rövidítése. Az első lézert, amely ezüst bevonatú rubin hengert használt rezonátorként, 1960-ban fejlesztették ki a kaliforniai Hughes Research Laboratories-ban. Manapság a lézereket a méréstől a kódolt adatok leolvasásáig használják, és a költségvetéstől és a készségektől függően többféle módon is lehet lézert készíteni.
Lépések
Rész 1 /2: A lézer működésének megértése
1. lépés. Adjon meg egy energiaforrást
A lézerek úgy működnek, vagy „lazáznak”, hogy stimulálják az elektronokat egy adott hullámhosszú fény kibocsátására. (Ezt a folyamatot először Albert Einstein javasolta 1917 -ben.) Ahhoz, hogy az elektronok fényt bocsássanak ki, először energiát kell elnyelniük, hogy magasabb pályára emeljék őket, majd ezt az energiát fényként kell kisütniük, amikor visszatérnek eredeti pályájukra. Ezeket az energiaforrásokat „szivattyúknak” nevezik.
- A kisméretű lézerek, például a CD- és DVD -lejátszókban és lézermutatókban, elektronikus áramköröket használnak a dióda áramellátására, amely szivattyúként szolgál.
- A szén -dioxid lézereket elektromos kisüléssel pumpálják, hogy gerjesszék elektronjaikat.
- Az excimer lézerek energiáját kémiai reakciókból nyerik.
- A kristályok vagy üvegek köré épített lézerek erős fényforrásokat használnak, például ív- vagy vakut.
2. lépés. Csatornázza az energiát erősítő közegben
Egy erősítő közeg vagy aktív lézer közeg erősíti a stimulált elektronok által kibocsátott fény erejét. Az erősítő média az alábbi elemek bármelyike lehet:
- Félvezetők olyan anyagokból, mint a gallium -arzenid, az alumínium -gallium -arzenid vagy az indium -gallium -arzenid.
- Kristályok, például a Hughes Laboratories lézerében használt rubin henger. Zafírt és gránátot, valamint optikai üvegszálakat is használtak. Ezeket az üvegeket és kristályokat ritkaföldfém -elemek ionjaival kezelik
- Kerámiák, amelyeket ritkaföldfém -ionokkal is kezeltek.
- Folyadékok, általában színezékek, bár infravörös lézert állítottak elő gin és tonik erősítő közegként történő felhasználásával. A zselatinos desszertet (Jell-O) sikeresen használják nyereségközegként is.
- Gázok, például szén-dioxid, nitrogén, higanygőz vagy hélium-neon keverék.
- Kémiai reakciók.
- Elektronnyalábok.
- Nukleáris anyagok. Az uránlézert először 1960 novemberében állították elő, hat hónappal az első rubinlézer után.
Lépés 3. Állítson be tükröket a fény befogadására
Ezek a tükrök vagy rezonátorok addig tartják a fényt a lézerkamrában, amíg el nem éri a kívánt energiaszintet a felszabadításhoz, akár az egyik tükrön lévő apró nyíláson, akár lencsén keresztül.
- A legegyszerűbb rezonátor -beállítás, a lineáris rezonátor, két tükröt használ, amelyek a lézerkamra ellentétes oldalán vannak elhelyezve. Egyetlen kimeneti nyalábot állít elő.
- Egy bonyolultabb beállítás, a gyűrűrezonátor három vagy több tükröt használ. Létrehozhat egy fénysugarat egy optikai leválasztó segítségével, vagy több nyalábot.
4. lépés: Fókuszáló lencsével irányítsa a fényt az erősítő közegre
A tükrökkel együtt a lencse segít koncentrálni és irányítani a fényt, hogy a nyereségközeg a lehető legtöbbet kapja.
2/2. Rész: Lézer építése
Első módszer: Lézer készítése készletből
1. lépés Keressen egy kiskereskedőt
Elmehet egy elektronikai üzletbe, vagy rákereshet az interneten a „lézerkészlet”, „lézermodul” vagy „lézerdióda” kifejezésre. A lézerkészletnek a következőket kell tartalmaznia:
- Meghajtó áramkör. (Ez néha külön kapható a többi alkatrésztől.) Keresse meg a meghajtó áramkört, amely lehetővé teszi az áram beállítását.
- Lézer dióda.
- Állítható lencse üvegből vagy műanyagból. Általában a dióda és a lencse egy kis csőbe van csomagolva. (Ezek az alkatrészek néha külön kaphatók a meghajtó áramkörétől.)
2. lépés Szerelje össze a meghajtó áramkört
Sok lézerkészlet megköveteli a meghajtó áramkör összeállítását. Ezek a készletek áramköri lapot és kapcsolódó alkatrészeket tartalmaznak, és össze kell forrasztani őket, a mellékelt rajz szerint. Más készletekben az áramkör már össze van szerelve.
- Saját meghajtó áramkört is tervezhet, ha rendelkezik ehhez szükséges elektronikai ismeretekkel. Az LM317 illesztőprogram jó sablont kínál a saját tervezéséhez. Ügyeljen arra, hogy ellenállás-kondenzátor (RC) áramkört használjon, hogy megvédje a kimeneti teljesítményt a tüskétől.
- Miután összeállította a meghajtó áramkört, tesztelheti azt egy fénykibocsátó diódához (LED) csatlakoztatva. Ha a LED nem világít azonnal, állítsa be a potenciométert. Ha ez nem oldja meg a problémát, ellenőrizze újra az áramkört, hogy minden megfelelően van -e csatlakoztatva.
3. lépés Csatlakoztassa a meghajtó áramkört a diódához
Ha digitális multimétere van, akkor azt az áramkörhöz vezetheti, hogy figyelje a dióda által fogadott áramot. A legtöbb dióda 30–250 milliamper (mA) tartományba képes befogadni, míg a 100–150 mA tartomány kellően erőteljes sugárzást eredményez.
Míg a dióda erőteljesebb nyalábja erőteljesebb nyalábot hoz létre, addig a sugár létrehozásához szükséges további áram gyorsabban égeti el a diódát
4. lépés Csatlakoztassa az áramforrást (akkumulátort) a meghajtó áramköréhez
A diódának most fényesen kell világítania.
5. lépés Állítsa be a lencsét a lézersugár fókuszálásához
Ha a falra céloz, állítsa be addig, amíg egy szép, világos pont meg nem jelenik.
Miután idáig beállította az objektívet, helyezzen egy gyufát a fénysugárral egy vonalba, és állítsa be az objektívet, amíg meg nem látja, hogy a gyufafej füstölni kezd. Megpróbálhat léggömböket is feldobni, vagy lyukakat égetni a papírba
Második módszer: lézer építése talált diódával
1. lépés. Szerezzen be egy régi DVD- vagy Blu-Ray-írót
Keressen olyan egységet, amelynek írási sebessége 16x vagy gyorsabb. Ezek az egységek 150 milliwatt (mW) vagy jobb teljesítményű diódákkal rendelkeznek.
- A DVD -író vörös diódával rendelkezik, amelynek hullámhossza 650 nanométer (nm).
- A Blu-Ray író kék diódája 405 nm hullámhosszú.
- A DVD -írónak elég funkcionálisnak kell lennie a lemezek írásához, bár nem feltétlenül sikeresen. (Más szóval, a diódának működőképesnek kell lennie.)
- Ne cserélje ki a DVD -írót DVD -olvasóval, CD -íróval vagy CD -olvasóval. A DVD -olvasó vörös diódával rendelkezik, de nem olyan erős, mint a DVD -író. A CD író diódája elég erős, de az infravörös tartományban fényt bocsát ki, és arra csábít, hogy olyan fénysugarat keressen, amelyet nem lát.
2. lépés Távolítsa el a diódát
Fordítsa meg a meghajtót. Látni fog négy vagy több csavart, amelyeket ki kell csavarni, mielőtt szétválaszthatja a meghajtót, és levághatja a diódát.
- Miután elválasztotta a meghajtót, látni fog egy pár fém sínt, amelyeket csavarokkal tartanak a helyükön. Ezek támogatják a lézeres szerelést. Amikor kicsavarja a síneket, eltávolíthatja őket, és kiveheti a lézerszerelvényt.
- A dióda kisebb lesz, mint egy fillér. Három fém csapja van, és fémköpenybe burkolható, átlátszó védőablakkal vagy anélkül, vagy ki lehet téve.
- Ki kell húznia a diódát a lézer szerelvényből. A dióda kivonása előtt könnyebben eltávolíthatja a hűtőbordát a szerelvényből. Ha antisztatikus csuklópántja van, használja a dióda eltávolítása közben.
- Óvatosan bánjon a diódával, különösen akkor, ha szabadon lévő diódáról van szó. Érdemes rendelkezni egy antisztatikus tartállyal a dióda behelyezéséhez, amíg össze nem állítja a lézert.
3. lépés. Szerezzen be egy fókuszáló lencsét
A dióda sugarat át kell vezetnie egy fókuszáló lencsén, hogy lézerként használhassa. Ezt kétféleképpen teheti meg:
- Fókuszálóként használjon nagyítót. Meg kell mozgatnia az üveget, hogy megtalálja a megfelelő helyet a lézersugár előállításához, és ezt minden alkalommal meg kell tennie, amikor a lézert használja.
- Szerezzen be egy kis teljesítményű lézerdiódát, például 5 mW, lencsecső szerelvényt, és cserélje ki a DVD író diódáját a szerelvény diódájára.
4. lépés. Szerezzen be vagy szereljen össze egy meghajtó áramkört
5. lépés Csatlakoztassa a diódát a meghajtó áramköréhez
A pozitív csapot a meghajtó áramkör pozitív vezetékéhez, a negatív csapot a negatív vezetékhez köti. A tű helye attól függően változik, hogy piros DVD író diódával vagy kék Blu-Ray író diódával dolgozik.
- Tartsa a diódát úgy, hogy a csapok maga felé mutassanak, és forgassa el úgy, hogy a tűhegyek egy háromszöget alkossanak, amely jobbra mutat. Mindkét diódán a tetején lévő csap a pozitív csap.
- A piros DVD író diódán a háromszög csúcsát képező középső tű a negatív tű.
- A kék Blu-Ray író diódán az alsó érintkező a negatív.
6. lépés Csatlakoztassa az áramforrást a meghajtó áramköréhez
7. lépés Állítsa be a lencsét a lézersugár fókuszálásához
Tippek
- Minél kisebbre koncentrálja a lézersugarat, annál erősebb lesz, de csak akkor lesz hatékony, ha fókuszálja. Ha a fénysugarat 1 m távolságra fókuszálja, akkor csak 1 m -re lesz hatásos. Ha nem használja a lézert, akkor fókuszálja ki a lencsét, amíg a sugárzás körülbelül egy pingpong labda átmérőjű lesz.
- Az összeszerelt lézer védelme érdekében valamilyen tokban, például LED zseblámpában vagy elemtartóban kell tartani, attól függően, hogy milyen kicsi a meghajtó áramköre.
Figyelmeztetések
- Ne világítsa a lézert fényvisszaverő felületre. A lézer fénysugár, és ugyanúgy visszaverődhet, mint egy fókuszálatlan fénysugár, csak nagyobb következményekkel jár.
- Mindig viseljen védőszemüveget a lézer sugárzásának hullámhosszára, amellyel dolgozik (ebben az esetben a lézerdióda hullámhosszára). A lézerszemüvegek a sugár kiegészítő színében vannak: zöld egy 650 nm-es lézerhez, narancsvörös a kék 405 nm-es lézerhez. Ne cseréljen hegesztőmaszkot, füstölt üveget vagy napszemüveget lézeres szemüvegre.
- Ne nézzen a lézersugárba, és ne világítsa a szemébe. A IIIb osztályú lézerek, az ebben a cikkben leírt típusú lézerek, még akkor is károsíthatják a szemet, ha lézeres szemüveget viselnek. Szintén illegális az ilyen típusú lézerek válogatás nélküli mutogatása.
