Izraz "laser" zapravo znači "pojačanje svjetla stimuliranom emisijom zračenja". Prvi laser, koji je koristio srebrno obložen rubinski cilindar kao rezonator, razvijen je 1960. u kalifornijskom Hughes Research Laboratories. Danas se laseri koriste za razne stvari, od mjerenja do čitanja šifriranih podataka, a postoji nekoliko načina za proizvodnju lasera, ovisno o proračunu i mogućnostima.
Korak
1. dio 2: Razumijevanje rada lasera
Korak 1. Omogućite izvor energije
Laseri djeluju, ili "laseri", stimulirajući elektrone da emitiraju svjetlost određene valne duljine. (Postupak je prvi put 1917. predložio Albert Einstein.) Kako bi emitirali svjetlost, elektroni moraju prvo apsorbirati energiju kako bi bili pogonjeni u višu orbitu, a zatim tu energiju osloboditi kao svjetlost po povratku na svoju izvornu orbitu. Ovaj izvor energije naziva se "pumpa".
- Mali laseri, poput onih u CD i DVD playerima i laserskim pokazivačima, koriste električni krug za napajanje diode električnom strujom, koja djeluje kao pumpa.
- Laser s ugljičnim dioksidom pumpa se električnom strujom kako bi stimulirao elektrone.
- Ekscimerni laseri dobivaju energiju iz kemijskih reakcija.
- Laseri izrađeni od kristala ili stakla koriste snažan izvor svjetlosti, poput lučne ili bljeskalice.
Korak 2. Kanalizirajte energiju kroz pojačavački medij
Medij za pojačavanje ili aktivni laserski medij pojačava energiju koju oslobađa snop zbog stimuliranih elektrona. Medij za pojačanje može biti jedno od sljedećeg:
- Poluvodiči izrađeni od materijala poput galijevog arsenida, aluminijskog galijevog arsenida ili indijskog galijevog arsenida.
- Kristal nalik cilindru rubina korišten u prvom laseru Hughes Laboratories. Također su korišteni safiri i šipak, kao i optička staklena vlakna. Staklo i kristali obrađuju se ionima rijetkih zemljanih metala.
- Keramika, koja je također prethodno obrađena ionima rijetkih zemljanih metala.
- Tekućine, obično boje, iako se infracrveni laseri proizvode pomoću gina i tonika kao pojačavajućeg medija. Želatinski desert (Jell-O) također se uspješno koristi kao sredstvo za jačanje.
- Plinovi, poput ugljičnog dioksida, dušika, živine pare ili smjese helija i neona.
- Kemijska reakcija.
- Elektronski reflektor.
- Nuklearna materija. Prvi uranijski laser stvoren je u studenom 1960., šest mjeseci nakon što je stvoren prvi rubinski laser.
Korak 3. Podesite ogledala tako da odgovaraju svjetlu
Ogledalo ili rezonator zadržava snop u laserskoj komori sve dok ne dosegne željenu razinu energije za pražnjenje, bilo kroz mali otvor u jednom od ogledala ili kroz leću.
- Najjednostavniji postav rezonatora, linearni rezonator, koristi dva ogledala postavljena jedno nasuprot drugom u laserskoj komori. Ova postavka proizvodi jedan snop svjetlosti.
- Složeniji raspored, prstenasti rezonator, koristi tri ili više ogledala. Ovaj raspored može proizvesti jednu zraku, uz pomoć optičkog izolatora, ili dvostruku zraku.
Korak 4. Pomoću leće za fokusiranje usmjerite snop kroz pojačavački medij
Zajedno s ogledalom, leća pomaže u fokusiranju i usmjeravanju svjetla tako da medij za pojačavanje dobiva što je moguće više svjetla.
Dio 2 od 2: Izrada lasera
Prva metoda: Izrada lasera od laserskog uređaja
Korak 1. Pronađite trgovinu koja prodaje laserske uređaje
Možete otići u trgovinu električnom energijom ili na internetu potražiti "laserski uređaj", "laserski modul" ili "lasersku diodu". Laserski uređaj trebao bi uključivati:
- krug regulatora. (Ovaj se dio ponekad prodaje odvojeno od drugih komponenti.) Potražite upravljački krug koji će vam omogućiti regulaciju jakosti struje.
- Laserske diode.
- Leće, staklene ili plastične, koje se mogu podešavati. Obično se dioda i leća pakiraju zajedno u malu cijev. (Ove se komponente ponekad prodaju zasebno od kruga kontrolera.)
Korak 2. Sastavite krug regulatora
Mnogi laserski uređaji zahtijevaju da izgradite vlastiti krug kontrolera. Ova vrsta uređaja uključuje pločicu i povezane dijelove, pa ih morate lemiti zajedno, prema shemi koja je isporučena s uređajem. Međutim, postoje i drugi uređaji koji imaju ugrađen upravljački krug.
- Krug kontrolera možete i sami dizajnirati, ako za to imate stručnost u elektronici. Krug regulatora LM317 izvrstan je predložak za projektiranje vlastitog kruga. Upotrijebite krug otpornik-kondenzator kako generirana energija ne bi zračila prekomjerne impulse.
- Nakon izgradnje kruga regulatora, testirajte ga spajanjem na svjetlosnu diodu (LED). Ako LED ne svijetli odmah, podesite potenciometar. Ako se problem nastavi, provjerite krug i provjerite jesu li svi dijelovi pravilno spojeni.
Korak 3. Spojite krug regulatora s diodom
Ako imate digitalni multimetar, spojite ga na krug za nadzor struje koju dioda prima. Većina dioda može prihvatiti raspon od 30-250 miliampera (mA), dok će raspon od 100-150 mA proizvesti prilično jak snop.
Iako će jači snop diode proizvesti snažniji laser, dodatna struja potrebna za stvaranje snopa brže će izgorjeti i oštetiti diodu
Korak 4. Priključite izvor napajanja (bateriju) u krug regulatora
Dioda bi sada trebala svijetliti.
Korak 5. Podesite leću tako da fokusira laserski snop
Ako želite istaknuti zid, namjestite ga dok se ne pojavi lijepa svijetla točka.
Nakon što pravilno postavite leću, postavite šibicu u lasersku putanju i namjestite leću dok glava šibice ne počne dimiti. Također možete pokušati dignuti u zrak balone ili laserom izbušiti rupe u papiru
Druga metoda: Izrada lasera od rabljenih dioda
Korak 1. Nabavite rabljeni DVD ili Blu-Ray pisač
Potražite jedinicu sa brzinom pisanja 16x ili većom. Uređaj ima diodu izlazne snage 150 milivata (mW) ili veću.
- DVD pisač ima crvenu diodu valne duljine 650 nanometara (nm).
- Blu-Ray pisač ima plavu diodu valne duljine 405 nm.
- DVD snimač bi trebao biti dovoljno sposoban za pisanje diskova, iako ne mora biti uspješan. (Drugim riječima, dioda bi i dalje trebala raditi).
- Nemojte zamijeniti DVD čitač, čitač CD -ova ili čitač CD -ova. DVD čitači imaju crvene diode, ali ne tako moćne kao DVD pisači. Diode za pisanje CD -a su prilično moćne, ali emitiraju svjetlost u infracrvenom području, pa morate tražiti zrake koje ne možete vidjeti.
Korak 2. Uzmite diodu s DVD/Blu-Ray uređaja za snimanje
Okrenite uređaj. Postoje četiri ili više vijaka koji se moraju ukloniti prije otvaranja uređaja i uklanjanja diode.
- Nakon što se uređaj otvori, bit će par metalnih okvira pričvršćenih vijcima. Okvir sadrži laserske komponente. Nakon uklanjanja vijaka, možete ukloniti okvir i ukloniti laserske komponente.
- Diode su manje od kovanica. Dioda ima tri metalne nožice i može biti zatvorena u metalnom sloju, sa ili bez prozirnog zaštitnog prozora, ili može biti otvorena.
- Diodu morate uzeti iz laserske komponente. Da biste olakšali stvari, prije nego što pokušate ukloniti diodu, prvo uklonite hladnjak iz laserske komponente. Ako imate antistatički remen za nošenje oko ruke, nosite ga pri podizanju diode.
- Pažljivo rukujte diodom, čak i opreznije ako se radi o otvorenoj diodi. Pripremite antistatičko kućište za spremanje dioda dok ne budete spremni za proizvodnju lasera.
Korak 3. Uzmite objektiv za fokusiranje
Snop diode mora proći kroz fokusnu leću kako bi se proizveo laser. To možete učiniti na jedan od sljedeća dva načina:
- Za fokus koristite povećalo. Pomaknite povećalo dok ne pronađete pravo mjesto za proizvodnju laserskog snopa, a to bi trebalo biti učinjeno svaki put kada želite koristiti laser.
- Nabavite komplet cijevi za leće s laserskom diodom male snage, poput 5 mW, i zamijenite diodu diodom iz DVD pisača.
Korak 4. Nabavite ili izgradite krug kontrolera
Korak 5. Spojite diodu na krug regulatora
Spojite pozitivni vod diode na pozitivni vod kruga regulatora, a negativni vod na negativni vod. Položaj pinova dioda varira ovisno o tome koristite li crvenu diodu DVD snimača ili plavu diodu Blu-Ray pisača.
- Držite diodu s nogama okrenutim prema sebi, okrećući je tako da baze nogu tvore trokut usmjeren udesno. Na obje diode gornja noga je pozitivna.
- Na crvenoj diodi DVD snimača, krak u sredini, koji čini vrh trokuta, je negativni krak.
- Na plavoj diodi Blu-Ray pisca potkoljenica je negativna noga.
Korak 6. Spojite izvor napajanja na krug regulatora
Korak 7. Podesite leću tako da fokusira laserski zrak
Savjeti
- Što manje fokusirate laserski snop, laser će biti snažniji, ali bit će učinkovit samo na toj žarišnoj udaljenosti. Ako je fokusiran na udaljenosti od 1 m, laser je učinkovit samo na udaljenosti od 1 m. Kad ne želite koristiti laser, raspršite fokus leće sve dok laserska zraka ne bude približno promjera loptice za ping pong.
- Kako biste zaštitili svoj laserski uređaj, pohranite ga u utičnicu, poput LED svjetiljke ili držača baterije, ovisno o tome koliko je mali krug vašeg kontrolera.
Upozorenje
- Nemojte zračiti laserom na površinu koja reflektira svjetlost. Laseri su snopovi svjetlosti i mogu se reflektirati poput nefokusiranih zraka, samo s većim posljedicama.
- Uvijek nosite naočale specifične za valnu duljinu laserske zrake s kojom radite (u ovom slučaju valnu duljinu laserske diode). Laserske naočale proizvode se u bojama koje uravnotežuju boju laserskog snopa: zelena za 650 nm crveni laser, crveno-narančasta za 405 nm plavi laser. Nemojte koristiti kacige za zavarivanje, rebraste naočale ili sunčane naočale umjesto laserskih naočala.
- Ne gledajte u izvor laserskog snopa i ne usmjeravajte laser u oči ljudi. Laseri klase IIIb, tip lasera o kojem se govori u ovom članku, mogu oštetiti oko, čak i uz upotrebu laserskih naočala. Neselektivno sijanje laserske zrake također je kršenje zakona.
