Izraz "laser" zapravo znači "pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja". Prvi laser, koji je koristio srebrno obložen rubinski cilindar kao rezonator, razvijen je 1960. u kalifornijskoj istraživačkoj laboratoriji Hughes. 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 predložio Albert Einstein 1917.) Da bi emitovali svjetlost, elektroni moraju prvo apsorbirati energiju kako bi se odbacili u višu orbitu, a zatim osloboditi tu energiju kao svjetlost po povratku na svoju orbitu. Ovaj izvor energije naziva se "pumpa".
- Mali laseri, poput onih u CD i DVD playerima i laserskim pokazivačima, koriste električno kolo za napajanje diode električnom strujom, koja djeluje kao pumpa.
- Laser s ugljičnim dioksidom se pumpa električnom strujom kako bi stimulirao elektrone.
- Ekscimerni laseri dobivaju energiju iz kemijskih reakcija.
- Laseri napravljeni od kristala ili stakla koriste snažan izvor svjetlosti, poput lučne ili bljeskalice.
Korak 2. Kanalirajte energiju kroz pojačavački medij
Medij za pojačavanje, ili aktivni laserski medij, pojačava energiju koju oslobađa snop zbog stimuliranih elektrona. Podloga za pojačanje može biti jedno od sljedećeg:
- Poluvodiči izrađeni od materijala kao što su galijev arsenid, aluminijski galijev arsenid ili indijski galijev arsenid.
- Kristal nalik cilindru rubina korišten u prvom laseru Hughes Laboratories. Također su korišteni safiri i šipak, kao i optička staklena vlakna. Staklo i kristali se obrađuju ionima metala rijetkih zemalja.
- 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) takođe se uspešno koristi kao sredstvo za jačanje.
- Plinovi, poput ugljičnog dioksida, dušika, živine pare ili mješavine helija i neona.
- Hemijska reakcija.
- Elektronski reflektor.
- Nuklearna materija. Prvi uranijumski laser stvoren je u novembru 1960. godine, šest mjeseci nakon stvaranja prvog rubinskog lasera.
Korak 3. Podesite ogledala tako da odgovaraju svetlosti
Ogledalo ili rezonator zadržava snop u laserskoj komori sve dok ne dosegne željeni nivo energije za pražnjenje, bilo kroz mali otvor u jednom od ogledala ili kroz sočivo.
- 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 aranžman može proizvesti jedan snop, uz pomoć optičkog izolatora, ili dvostruki snop.
Korak 4. Pomoću objektiva za fokusiranje usmjerite snop kroz pojačavački medij
Zajedno s ogledalom, objektiv pomaže u fokusiranju i usmjeravanju svjetlosti tako da pojačavački medij dobije što je moguće više svjetla.
2. dio 2: Izrada lasera
Prvi metod: 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 treba da sadrži:
- kolo kontrolera. (Ovaj dio se ponekad prodaje odvojeno od drugih komponenti.) Potražite upravljački krug koji će vam omogućiti regulaciju amperaže.
- Laserske diode.
- Objektiv, stakleni ili plastični, koji se može podesiti. Obično su dioda i leća pakirani zajedno u malu cijev. (Ove se komponente ponekad prodaju odvojeno od kruga kontrolera.)
Korak 2. Sastavite krug regulatora
Mnogi laserski uređaji zahtijevaju da napravite vlastito kolo kontrolera. Ova vrsta uređaja uključuje pločicu i povezane dijelove, pa ih morate lemiti zajedno, prema shemi koju ste dobili 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 kontrolera LM317 odličan je predložak za projektiranje vlastitog kruga. Svakako upotrijebite krug otpornik-kondenzator kako generirana energija ne zrači prekomjerne impulse.
- Nakon izgradnje kruga kontrolera, testirajte ga spajanjem na diodu koja emitira svjetlost (LED). Ako LED ne svijetli odmah, podesite potenciometar. Ako problem i dalje postoji, provjerite krug i provjerite jesu li svi dijelovi pravilno spojeni.
Korak 3. Spojite krug kontrolera s diodom
Ako imate digitalni multimetar, spojite ga na krug kako biste nadgledali struju 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 kontrolera
Dioda bi sada trebala svijetliti.
Korak 5. Podesite sočivo tako da fokusira laserski zrak
Ako želite istaknuti zid, prilagođavajte ga dok se ne pojavi lijepa svijetla mrlja.
Nakon pravilnog postavljanja objektiva, postavite šibicu u lasersku putanju i namjestite objektiv sve dok glava šibice ne počne dimiti. Također možete pokušati dignuti u zrak balone ili laserom izbušiti rupe u papiru
Druga metoda: Izrada lasera od polovnih 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 snimač ima crvenu diodu talasne dužine 650 nanometara (nm).
- Blu-Ray pisač ima plavu diodu s valnom duljinom od 405 nm.
- DVD pisač bi trebao biti dovoljno sposoban za pisanje diskova, iako ne mora biti uspješan. (Drugim riječima, dioda bi i dalje trebala raditi).
- Nemojte koristiti DVD čitač, CD pisač ili čitač CD -ova za zamjenu DVD snimača. DVD čitači imaju crvene diode, ali nisu tako moćni kao DVD pisci. Diode za pisanje CD -ova su prilično moćne, ali emitiraju svjetlost u infracrvenom području, pa morate tražiti zrake koje ne vidite.
Korak 2. Uzmite diodu sa DVD/Blu-Ray uređaja za snimanje
Preokrenite uređaj. Postoje četiri ili više vijaka koje morate ukloniti prije otvaranja uređaja i uklanjanja diode.
- Nakon što se uređaj otvori, bit će postavljen 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, prvo uklonite hladnjak iz laserske komponente prije nego što pokušate ukloniti diodu. Ako imate antistatičku traku za nošenje oko ruke, nosite je kad podignete diodu.
- Pažljivo rukujte diodom, još pažljivije ako je u pitanju otvorena dioda. Pripremite antistatičko kućište za spremanje dioda dok ne budete spremni za proizvodnju lasera.
Korak 3. Nabavite 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. Pomerajte povećalo dok ne pronađete pravo mesto za stvaranje laserskog snopa, a to treba učiniti svaki put kada želite da koristite laser.
- Nabavite komplet cijevi objektiva s laserskom diodom male snage, poput 5 mW, i zamijenite diodu diodom iz DVD snimača.
Korak 4. Nabavite ili izgradite krug kontrolera
Korak 5. Spojite diodu na krug kontrolera
Spojite pozitivni vod diode na pozitivni vodič kruga regulatora, a negativni vodič na negativni vodič. 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. Priključite izvor napajanja na krug kontrolera
Korak 7. Podesite sočivo tako da fokusira laserski zrak
Savjeti
- Što manje fokusirate laserski zrak, laser će biti snažniji, ali će biti efikasan samo na toj žižnoj daljini. 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 laserski zrak ne bude približno promjera loptice za ping pong.
- Da 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 zaštitne naočale koje su specifične za valnu duljinu laserskog snopa s kojim radite (u ovom slučaju valnu duljinu laserske diode). Laserske naočare se proizvode u bojama koje uravnotežuju boju laserskog snopa: zelena za 650 nm crveni laser, crveno-narandžasta za 405 nm plavi laser. Nemojte koristiti kacige za zavarivanje, rebraste naočare 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 laserskog zraka takođe predstavlja kršenje zakona.
