Laser je hotový. Ako vyrobiť laserovú rezačku na kov vlastnými rukami? Komponenty potrebné na montáž
Výroba výkonného horiaceho lasera vlastnými rukami je jednoduchá úloha, ale okrem schopnosti používať spájkovačku bude potrebná starostlivosť a presnosť prístupu. Hneď je potrebné poznamenať, že hlboké znalosti elektrotechniky tu nie sú potrebné a zariadenie si môžete vyrobiť aj doma. Hlavnou vecou pri práci je dodržiavanie bezpečnostných opatrení, pretože vystavenie laserovému lúču je škodlivé pre oči a pokožku.
Laser je nebezpečná hračka, ktorá môže byť pri neopatrnom používaní zdraviu škodlivá. Nemierte laserom na ľudí alebo zvieratá!
Čo sa bude vyžadovať?
Každý laser možno rozdeliť do niekoľkých komponentov:
- žiarič svetelného toku;
- optika;
- zdroj energie;
- stabilizátor prúdu (ovládač).
Ak chcete vyrobiť výkonný domáci laser, budete musieť zvážiť všetky tieto komponenty samostatne. Najpraktickejší a najjednoduchší na zostavenie je laser založený na laserovej dióde a v tomto článku ho zvážime.
Kde môžem získať diódu pre laser?
Pracovným telom akéhokoľvek lasera je laserová dióda. Môžete si ho kúpiť takmer v každom obchode s rádiami alebo ho získať z nefunkčnej jednotky CD. Faktom je, že nefunkčnosť pohonu je zriedka spojená so zlyhaním laserovej diódy. Ak máte k dispozícii pokazený disk, môžete ho získať bez ďalších nákladov požadovaný prvok. Treba ale počítať s tým, že jeho typ a vlastnosti závisia od úpravy disku.
Najslabší laser pracujúci v infračervenej oblasti je inštalovaný v CD-ROM mechanikách. Jeho výkon stačí len na čítanie CD a lúč je takmer neviditeľný a nedokáže prepáliť predmety. CD-RW má výkonnejšiu laserovú diódu, vhodnú na napaľovanie a dimenzovanú na rovnakú vlnovú dĺžku. Považuje sa za najnebezpečnejší, keďže vyžaruje lúč v spektre neviditeľnom pre oči.
DVD-ROM mechanika je vybavená dvoma slabými laserovými diódami, ktoré majú dostatok energie len na čítanie CD a DVD. Napaľovačka DVD-RW má vysokovýkonný červený laser. Jeho lúč je viditeľný v akomkoľvek svetle a môže ľahko zapáliť niektoré predmety.
BD-ROM má fialový alebo modrý laser, ktorý je parametrami podobný DVD-ROM náprotivku. Od zapisovačov BD-RE môžete získať najvýkonnejšiu laserovú diódu s krásnym fialovým alebo modrým lúčom, ktorý môže horieť. Je však dosť ťažké nájsť takýto pohon na demontáž a pracovné zariadenie je drahé.
Najvhodnejšia je laserová dióda prevzatá z DVD-RW napaľovačky. Najkvalitnejšie laserové diódy sú nainštalované v mechanikách LG, Sony a Samsung.
Čím vyššia je rýchlosť zápisu DVD mechaniky, tým výkonnejšia je laserová dióda v nej nainštalovaná.
Demontáž pohonu
Keď je pohon pred nimi, prvá vec, ktorú musíte urobiť, je odstrániť horný kryt odskrutkovaním 4 skrutiek. Potom sa odstráni pohyblivý mechanizmus, ktorý sa nachádza v strede a je pripojený k doske plošných spojov pomocou flexibilného kábla. Ďalším cieľom je laserová dióda spoľahlivo zalisovaná do žiariča z hliníka alebo duralovej zliatiny. Pred jeho demontážou sa odporúča zabezpečiť ochranu pred statickou elektrinou. Za týmto účelom sú vodiče laserovej diódy spájkované alebo ovinuté tenkým medeným drôtom.
Ďalej sú možné dve možnosti. Prvý zahŕňa prevádzku hotového lasera vo forme stacionárnej inštalácie spolu so štandardným žiaričom. Druhou možnosťou je zostavenie zariadenia do tela prenosnej baterky alebo laserového ukazovátka. V tomto prípade budete musieť použiť silu, aby ste prehryzli alebo prerezali radiátor bez poškodenia vyžarovacieho prvku.
Vodič
Napájanie lasera treba brať zodpovedne. Rovnako ako pri LED, aj tu musí ísť o zdroj konštantného prúdu. Na internete je veľa obvodov, ktoré sú napájané batériou alebo batériou cez obmedzovací odpor. Dostatočnosť takéhoto riešenia je pochybná, pretože napätie na batérii alebo batérii sa mení v závislosti od úrovne nabitia. V súlade s tým sa prúd pretekajúci laserovou emitujúcou diódou bude značne líšiť od nominálnej hodnoty. V dôsledku toho zariadenie nebude efektívne pracovať pri nízkych prúdoch a pri vysokých prúdoch to povedie k rýchlemu zníženiu intenzity jeho žiarenia.
Najlepšou možnosťou je použiť najjednoduchší stabilizátor prúdu postavený na základe. Tento mikroobvod patrí do kategórie univerzálnych integrovaných stabilizátorov so schopnosťou nezávislého nastavenia prúdu a napätia na výstupe. Mikroobvod pracuje v širokom rozsahu vstupných napätí: od 3 do 40 voltov.
Analógom LM317 je domáci čip KR142EN12.
Pre prvý laboratórny experiment je vhodná schéma uvedená nižšie. Výpočet jediného odporu v obvode sa vykonáva podľa vzorca: R = I / 1,25, kde I je menovitý prúd lasera (referenčná hodnota).
Niekedy je na výstupe stabilizátora paralelne s diódou inštalovaný polárny kondenzátor 2200 uFx16 V a nepolárny kondenzátor 0,1 uF. Ich účasť je opodstatnená v prípade napájania napätia na vstup zo stacionárneho zdroja, ktorému môže chýbať nepodstatná premenná zložka a impulzný šum. Jeden z týchto obvodov, navrhnutý na napájanie batériou Krona alebo malou batériou, je uvedený nižšie. 
Diagram ukazuje približnú hodnotu odporu R1. Pre jeho presný výpočet musíte použiť vyššie uvedený vzorec.
Po zostavení elektrického obvodu môžete vykonať predbežné zahrnutie a ako dôkaz funkčnosti obvodu pozorovať jasne červené rozptýlené svetlo emitujúcej diódy. Po meraní skutočného prúdu a teploty puzdra stojí za to premýšľať o potrebe inštalácie radiátora. Ak sa má laser používať v stacionárnej inštalácii pri vysokých prúdoch po dlhú dobu, je potrebné zabezpečiť pasívne chladenie. Teraz, na dosiahnutie cieľa, zostáva veľmi málo: zamerať sa a získať úzky lúč vysokej sily.
Optika
Z vedeckého hľadiska je čas postaviť jednoduchý kolimátor, zariadenie na získavanie lúčov paralelných svetelných lúčov. Ideálna možnosť na tento účel bude štandardná šošovka odobratá z mechaniky. S jeho pomocou môžete získať pomerne tenký laserový lúč s priemerom asi 1 mm. Množstvo energie takéhoto lúča stačí na to, aby v priebehu niekoľkých sekúnd prepálil papier, látku a lepenku, roztavil plast a spálil drevo. Ak zaostríte tenší lúč, potom tento laser dokáže rezať preglejku a plexisklo. Nastaviť a bezpečne upevniť šošovku z mechaniky je ale dosť ťažké kvôli malej ohniskovej vzdialenosti.
Oveľa jednoduchšie je postaviť kolimátor na základe laserového ukazovátka. Okrem toho je možné do jeho puzdra umiestniť ovládač a malú batériu. Výstupom bude lúč s priemerom cca 1,5 mm s menším horiacim efektom. V hmlistom počasí alebo pri hustom snežení možno pozorovať neuveriteľné svetelné efekty nasmerovaním svetelného toku na oblohu.
Prostredníctvom internetového obchodu si môžete zakúpiť hotový kolimátor, špeciálne navrhnutý na montáž a nastavenie lasera. Jeho telo bude slúžiť ako radiátor. Poznať veľkosť všetkých základné časti zariadení, môžete si kúpiť lacnú LED baterku a použiť jej telo.
Na záver by som chcel pridať pár fráz o nebezpečenstve laserového žiarenia. Po prvé, laserový lúč nikdy nesmerujte do očí ľudí alebo zvierat. To vedie k vážnemu poškodeniu zraku. Po druhé, pri experimentovaní s červeným laserom noste zelené okuliare. Zabraňujú prechodu väčšiny červenej zložky spektra. Množstvo svetla, ktoré prejde okuliarmi, závisí od vlnovej dĺžky žiarenia. Pohľad na laserový lúč zboku bez ochranných prostriedkov je povolený len na krátky čas. V opačnom prípade sa môže objaviť bolesť v očiach.
Prečítajte si tiež
Nie je žiadnym tajomstvom, že každý z nás v detstve chcel mať také zariadenie, ako je laserový stroj, ktorý dokáže rezať kovové tesnenia a prepaľovať steny. AT modernom svete tento sen sa ľahko stáva skutočnosťou, pretože teraz je možné postaviť laser so schopnosťou rezať rôzne materiály.
Samozrejme, že doma nie je možné vyrobiť taký výkonný laserový stroj, ktorý prereže železo alebo drevo. Ale s pomocou domáce zariadenie Môže rezať papier, PE tesnenie alebo tenký plast.
Pomocou laserového zariadenia môžete vypáliť rôzne vzory na listy preglejky alebo na drevo. Dá sa použiť ako podsvietenie objektov nachádzajúcich sa v odľahlých oblastiach. Jeho rozsah môže byť zábavný aj užitočný pri stavebných a inštalačných prácach, nehovoriac o realizácii kreatívneho potenciálu v oblasti gravírovania do dreva či plexiskla.
Prečítajte si tiež:
Ako to urobiť správne.
Preskúmanie : ich klady a zápory.
rezací laser
Nástroje a príslušenstvo, ktoré budú potrebné na výrobu lasera vlastnými rukami:
Obrázok 1. Schéma laserovej LED.
- chybná DVD-RW mechanika s funkčnou laserovou diódou;
- laserové ukazovátko alebo prenosný kolimátor;
- spájkovačka a malé drôty;
- 1 ohmový odpor (2 ks);
- kondenzátory pre 0,1 uF a 100 uF;
- batérie AAA (3 ks);
- malé nástroje ako skrutkovač, nôž a pilník.
Tieto materiály budú dosť pre nadchádzajúcu prácu.
Pre laserové zariadenie je teda v prvom rade potrebné vybrať jednotku DVD-RW s mechanickou poruchou, pretože optické diódy musia byť v dobrom stave. Ak nemáte opotrebovaný disk, budete si ho musieť kúpiť od ľudí, ktorí ho predávajú na diely.
Pri kúpe majte na pamäti, že väčšina pohonov od výrobcu Samsung je nevhodná na výrobu rezacieho lasera. Faktom je, že táto spoločnosť vyrába DVD mechaniky s diódami, ktoré nie sú chránené pred vonkajšími vplyvmi. Neprítomnosť špeciálneho krytu znamená, že laserová dióda je vystavená tepelnému namáhaniu a kontaminácii. Jemným dotykom ruky sa môže poškodiť.
Obrázok 2. Laser z jednotky DVD-RW.
Najlepšou možnosťou pre laser je disk od výrobcu LG. Každý model je vybavený kryštálom s iným stupňom výkonu. Tento údaj je určený rýchlosťou napaľovania dvojvrstvových diskov DVD. Je mimoriadne dôležité, aby bola jednotka nahrávacou jednotkou, pretože obsahuje infračervený žiarič, ktorý je potrebný na výrobu lasera. Zvyčajný nebude fungovať, pretože je určený iba na čítanie informácií.
16X DVD-RW je vybavené 180-200mW červeným kryštálom. Pohon s rýchlosťou 20X obsahuje diódu 250-270mW. Vysokorýchlostné zapisovače typu 22X sú vybavené laserovou optikou s výkonom až 300 mW.
Späť na index
Demontáž jednotky DVD-RW
Tento proces sa musí robiť veľmi opatrne, pretože vnútorné časti sú krehké a ľahko sa poškodia. Po demontáži puzdra si okamžite všimnete potrebný detail, vyzerá to ako malý kúsok skla umiestnený vo vnútri pohyblivého vozíka. Jeho základňu je potrebné odstrániť, je to znázornené na obr. Tento prvok obsahuje optickú šošovku a dve diódy.
V tejto fáze je potrebné okamžite varovať, že laserový lúč je mimoriadne nebezpečný pre ľudský zrak.
Pri priamom zásahu do šošovky poškodí nervové zakončenia a človek môže zostať slepý.
Laserový lúč má oslepovaciu vlastnosť aj na vzdialenosť 100 m, preto je dôležité dávať pozor, kam ho nasmerujete. Pamätajte, že ste zodpovedný za zdravie ostatných, kým máte takéto zariadenie vo svojich rukách!
Obrázok 3. Čip LM-317.
Pred začatím práce musíte vedieť, že laserová dióda sa môže poškodiť nielen neopatrným zaobchádzaním, ale aj poklesom napätia. To sa môže stať v priebehu niekoľkých sekúnd, a preto diódy pracujú na konštantnom zdroji elektriny. Keď napätie stúpa, LED v zariadení prekročí svoju normu jasu, v dôsledku čoho sa rezonátor zničí. Dióda tak stráca schopnosť zahrievania, stáva sa z nej obyčajná baterka.
Kryštál ovplyvňuje aj teplota okolo neho, pri jeho páde sa výkon lasera zvyšuje pri konštantnom napätí. Ak prekročí štandardnú normu, rezonátor sa zničí podľa podobného princípu. Menej často dochádza k poškodeniu diódy náhlymi zmenami, ktoré sú spôsobené častým zapínaním a vypínaním zariadenia v krátkom čase.
Po odstránení kryštálu je potrebné ihneď obviazať jeho konce holými drôtmi. To je potrebné na vytvorenie spojenia medzi jeho napäťovými výstupmi. K týmto výstupom je potrebné prispájkovať malý kondenzátor 0,1 uF so zápornou polaritou a 100 uF s kladnou polaritou. Po tomto postupe môžete odstrániť navinuté drôty. To pomôže chrániť laserovú diódu pred prechodnými javmi a statickou elektrinou.
Späť na index
Jedlo
Pred vytvorením batérie pre diódu je potrebné vziať do úvahy, že musí byť napájaná z 3V a spotrebuje až 200-400 mA v závislosti od rýchlosti záznamového zariadenia. Mali by ste sa vyhnúť priamemu pripojeniu kryštálu k batériám, pretože nejde o jednoduchú lampu. Môže sa zhoršiť aj pod vplyvom bežných batérií. Laserová dióda je samostatný prvok, ktorý je napájaný elektrickou energiou cez regulačný odpor.
Napájací systém je možné nastaviť tromi spôsobmi s rôznym stupňom zložitosti. Každá z nich zahŕňa dobíjanie zo zdroja konštantného napätia (batérie).
Prvá metóda zahŕňa reguláciu elektriny pomocou odporu. Vnútorný odpor zariadenia sa meria detekciou napätia pri prechode diódou. Pre jednotky s rýchlosťou zápisu 16X bude postačovať 200 mA. So zvýšením tohto ukazovateľa existuje možnosť pokazenia kryštálu, takže by ste sa mali držať maximálnej hodnoty 300 mA. Ako zdroj energie sa odporúča použiť telefónnu batériu alebo batérie typu AAA.
Výhodou tejto schémy napájania je jednoduchosť a spoľahlivosť. Medzi nedostatky možno zaznamenať nepohodlie s pravidelným nabíjaním batérie z telefónu a ťažkosti s umiestnením batérií do zariadenia. Okrem toho je ťažké určiť správny okamih na dobitie zdroja energie.
Obrázok 4. Čip LM-2621.
Ak použijete tri AA batérie, tento obvod sa dá jednoducho vybaviť laserovým ukazovátkom čínskej výroby. Hotová stavba znázornené na obrázku 2, dva 1 ohmové odpory v sérii a dva kondenzátory.
Pre druhú metódu sa používa čip LM-317. Tento spôsob usporiadania napájacieho systému je oveľa komplikovanejší ako predchádzajúci, je vhodný skôr pre stacionárny typ laserových systémov. Schéma je založená na výrobe špeciálneho ovládača, ktorým je malá doska. Je navrhnutý tak, aby obmedzil elektrický prúd a vytvoril potrebný výkon.
Obvod na pripojenie čipu LM-317 je na obr.3. Bude to vyžadovať prvky ako 100 ohmový premenlivý odpor, 2 10 ohmové odpory, diódu série 1H4001 a 100 mikrofaradový kondenzátor.
Ovládač založený na tomto obvode udržuje elektrickú energiu (7V) bez ohľadu na zdroj energie a okolitú teplotu. Napriek zložitosti zariadenia sa tento obvod považuje za najjednoduchší na zostavenie doma.
Tretia metóda je najprenosnejšia, čo z nej robí preferovanú metódu zo všetkých. Poskytuje napájanie z dvoch batérií typu AAA, ktoré udržiavajú konštantnú úroveň napätia aplikovaného na laserovú diódu. Systém si zachováva energiu, aj keď sú batérie vybité.
Po úplnom vybití batérie obvod prestane fungovať a cez diódu prejde malé napätie, ktoré bude charakterizované slabým žiarením laserového lúča. Tento typ napájania je najhospodárnejší s účinnosťou 90%.
Na implementáciu takéhoto napájacieho systému budete potrebovať čip LM-2621, ktorý je umiestnený v obale 3 × 3 mm. Preto sa pri spájkovaní dielov môžete stretnúť s určitými ťažkosťami. Konečný rozmer dosky závisí od vašej zručnosti a šikovnosti, keďže detaily je možné umiestniť aj na dosku 2 × 2 cm Hotová tabuľa je na obr.
Induktor je možné odobrať z bežného napájacieho zdroja pre stolný počítač. Na ňom je navinutý drôt s prierezom 0,5 mm s počtom závitov až do 15 závitov, ako je znázornené na obrázku. Priemer škrtiacej klapky zvnútra bude 2,5 mm.
Na dosku je vhodná akákoľvek Schottkyho dióda s hodnotou 3 A. Napríklad 1N5821, SB360, SR360 a MBRS340T3. Výkon privádzaný do diódy sa nastavuje odporom. Počas procesu ladenia sa odporúča pripojiť ho k 100 ohmovému variabilnému odporu. Pri kontrole výkonu je najlepšie použiť opotrebovanú alebo nepotrebnú laserovú diódu. Aktuálny indikátor napájania zostáva rovnaký ako v predchádzajúcom diagrame.
Po výbere najvhodnejšej metódy ju môžete upgradovať, ak na to máte potrebné zručnosti. Laserová dióda musí byť umiestnená na miniatúrnom chladiči, aby sa pri zvýšení napätia neprehriala. Po dokončení montáže napájacieho systému sa musíte postarať o inštaláciu optického skla.
Premeňte svoje laserové ukazovátko MiniMag na rezací laser s žiaričom napaľovačky DVD! Tento 245mW laser je veľmi výkonný a má ideálnu veľkosť pre váš MiniMag! Pozrite si priložené video. UPOZORNENIE: môžete to urobiť sami, NIE SO VŠETKÝMI diódami rezačky CDRW-DVD!
Upozornenie: VAROVANIE! Ako viete, lasery môžu byť nebezpečné. Nikdy neukazujte na živého tvora! Toto nie je hračka a nemalo by sa s ním zaobchádzať ako s bežným laserovým ukazovátkom. Inými slovami, nepoužívajte ho na prezentácie alebo hry so zvieratami, nedovoľte deťom hrať sa s ním. Toto zariadenie by malo byť v rukách rozumnej osoby, ktorá si je vedomá a zodpovedná za potenciálne nebezpečenstvo, ktoré značka predstavuje.
Krok 1 - Čo potrebujete...
Budete potrebovať nasledovné:
1. 16X DVD rezačka. Použil som disk LG.
Krok 2 - A...
2. Laserové ukazovátko MiniMag je možné zakúpiť v každom obchode so železiarskym, športovým alebo domácim tovarom.
3. Puzdro AixiZ s AixiZ za 4,50 USD
4. Malé skrutkovače (hodinky), papiernický nôž, nožnice na kov, vŕtačka, okrúhly pilník a iné drobné náradie.
krok 3 - Odstráňte laserovú diódu z jednotky DVD
Odstráňte skrutky z jednotky DVD, odstráňte kryt. Pod ním nájdete zostavu pohonu laserového vozíka.
Krok 4 - Vyberte laserovú diódu...
aj keď sú DVD mechaniky odlišné, každá má dve koľajnice, po ktorých sa pohybuje laserový vozík. Odstráňte skrutky, uvoľnite vodiace lišty a vyberte vozík. Odpojte konektory a ploché ploché káble.
Krok 5 - Poďme ďalej...
Po vybratí vozíka z pohonu začnite rozoberať zariadenie odskrutkovaním skrutiek. Bude tam veľa malých skrutiek, takže buďte trpezliví. Odpojte káble od vozíka. Môžu to byť dve diódy, jedna na čítanie disku (infračervená dióda) a skutočná červená dióda, pomocou ktorej sa vykonáva vypaľovanie. Potrebujete druhú. K červenej dióde je pomocou troch skrutiek pripevnený plošný spoj. Pomocou spájkovačky OPATRNE odstráňte 3 skrutky. Diódu môžete otestovať pomocou dvoch AA batérií s prihliadnutím na polaritu. Diódu budete musieť z puzdra vytiahnuť, čo sa bude líšiť v závislosti od pohonu. Laserová dióda je veľmi krehká časť, preto buďte maximálne opatrní.
Krok 6 - Laserová dióda v novom šate!
Takto by mala vyzerať vaša dióda po „vyslobodení“.
Krok 7 – Príprava puzdra AixiZ…
Odstráňte nálepku z puzdra AixiZ a rozviňte puzdro hore a dole. Vo vnútri hornej časti je laserová dióda (5 mW), ktorú vymeníme. Použil som nôž X-Acto a po dvoch ľahkých ťahoch vyšla natívna dióda. V skutočnosti sa pri takýchto akciách môže dióda poškodiť, ale predtým sa mi to podarilo vyhnúť. Pomocou veľmi malého skrutkovača vyklepte žiarič.
Krok 8 – Zloženie puzdra...
Použil som horúce lepidlo a opatrne som nainštaloval novú DVD diódu do puzdra AixiZ. Kliešťami som POMALY stláčal okraje diódy smerom k puzdru, až bola zarovnaná.
Krok 9 - Nainštalujte ho do MiniMag
Po prispájkovaní dvoch vodičov na kladný a záporný pól diódy bude možné zariadenie nainštalovať do MiniMagu. Po rozobraní MiniMag (odstráňte kryt, reflektor, šošovku a žiarič) budete musieť zväčšiť reflektor MiniMag pomocou okrúhleho pilníka alebo vŕtačky alebo oboch.
krok 10 - posledný krok
Vyberte batérie z MiniMagu a po skontrolovaní polarity opatrne umiestnite DVD laserové puzdro na vrch MiniMagu tam, kde bol predtým vysielač. Zložte hornú časť tela MiniMag, pripevnite reflektor. Nebudete potrebovať plastovú šošovku MiniMag.
Pred inštaláciou a pripojením napájania sa uistite, že polarita diódy je správna! Možno budete musieť skrátiť vodiče a upraviť zaostrenie lúča.
krok 11 - zmerajte sedemkrát
Vymeňte batérie (AA) a priskrutkujte vrchnú časť MiniMagu, vrátane vášho nového laserového ukazovátka! Pozor!! Laserové diódy sú nebezpečné, preto nemierte lúčom na ľudí alebo zvieratá.
| ]Kniha |
názov Autor: kolektívny Formátovať: Zmiešané Veľkosť: 10,31 Mb Kvalita: Výborne Jazyk: ruský Rok vydania: 2008 Ako v sci-fi filme – stlačíte spúšť a loptička vybuchne! Naučte sa, ako vyrobiť takýto laser! |
Každý z nás držal v rukách laserové ukazovátko. Napriek dekoratívnosti aplikácie obsahuje skutočný laser, zostavený na báze polovodičovej diódy. Rovnaké prvky sú inštalované na laserových úrovniach a.
Ďalším populárnym produktom na báze polovodičov je napaľovačka DVD vášho počítača. Má výkonnejšiu laserovú diódu s tepelne deštruktívnym výkonom.
To vám umožní napáliť vrstvu disku a umiestniť na ňu stopy s digitálnymi informáciami.
Ako funguje polovodičový laser?
Zariadenia tohto typu sú lacné na výrobu, dizajn je dosť masívny. Princíp laserových (polovodičových) diód je založený na použití klasického p-n prechodu. Takýto prechod funguje ako pri bežných LED diódach.
Rozdiel v organizácii žiarenia: LED diódy vyžarujú „spontánne“ a laserové diódy „nútene“.
Všeobecný princíp tvorby takzvanej „populácie“ kvantového žiarenia sa uskutočňuje bez zrkadiel. Okraje kryštálu sú mechanicky odštiepené, čím sa na koncoch vytvorí efekt lomu, ktorý je podobný zrkadlovému povrchu.
Na získanie rôznych typov žiarenia možno použiť „homojunkciu“, keď sú oba polovodiče rovnaké, alebo „heterojunkciu“ s rôznymi materiálmi prechodu.
Samotná laserová dióda je cenovo dostupný rádiový komponent. Môžete si ho kúpiť v predajniach rádiových komponentov alebo ho môžete vybrať zo starej jednotky DVD-R (DVD-RW).
Dôležité! Dokonca aj jednoduchý laser používaný vo svetelných ukazovateľoch môže vážne poškodiť sietnicu.
Výkonnejšie inštalácie s horiacim lúčom môžu pripraviť o zrak alebo spôsobiť popáleniny pokožky. Preto pri práci s takýmito zariadeniami buďte mimoriadne opatrní.
S takouto diódou, ktorú máte k dispozícii, môžete ľahko vyrobiť výkonný laser vlastnými rukami. V skutočnosti môže byť produkt úplne zadarmo, alebo vás to bude stáť smiešne peniaze.
Urob si sám laser z DVD mechaniky
Najprv musíte získať samotný disk. Dá sa odstrániť zo starého počítača alebo kúpiť na blšom trhu za symbolickú cenu.
Informácie: Čím vyššia je deklarovaná rýchlosť zápisu, tým výkonnejší je napaľovací laser použitý v jednotke.
Po odstránení puzdra a odpojení ovládacích káblov demontujeme písaciu hlavu spolu s vozíkom.
Odstránenie laserovej diódy:
- Nožičky diódy spojíme k sebe drôtom (šunt). Pri demontáži sa môže nahromadiť statická elektrina a dióda môže zlyhať.
- Odstráňte hliníkový chladič. Je dosť krehký, má uchytenie, konštrukčne „nabrúsené“ pre konkrétnu DVD mechaniku a pre ďalšiu prevádzku nie je potrebné. Stačí prehryznúť radiátor nožnicami na drôt (bez poškodenia diódy)
- Spájkujte diódu, uvoľnite nožičky zo skratu.
Prvok vyzerá takto:
Ďalším dôležitým prvkom je napájací obvod lasera. Použitie napájania z jednotky DVD nebude fungovať. Je integrovaný do celkovej schémy ovládania, je technicky nemožné ho odtiaľ vytiahnuť. Napájací obvod si preto vyrábame sami.
Existuje pokušenie jednoducho pripojiť 5 voltov s obmedzovacím odporom a neobťažovať sa obvodom. Toto je nesprávny prístup, pretože akékoľvek LED diódy (vrátane laserových) nie sú napájané napätím, ale prúdom. Preto je potrebný stabilizátor prúdu. Cenovo najdostupnejšou možnosťou je použitie čipu LM317.
Výstupný odpor R1 sa volí v súlade s napájacím prúdom laserovej diódy. V tomto obvode by mal prúd zodpovedať 200 mA.
Laser si môžete zostaviť vlastnými rukami v puzdre zo svetelného ukazovateľa alebo si kúpiť hotový laserový modul v obchodoch s elektronikou alebo na čínskych stránkach (napríklad Ali Express).
Výhodou tohto riešenia je, že v súprave dostanete už hotový nastaviteľný objektív. Napájací obvod (ovládač) ľahko zapadne do puzdra modulu.
Ak sa rozhodnete vyrobiť si puzdro sami, z nejakej kovovej trubice, môžete použiť štandardný objektív z rovnakej DVD mechaniky. Len bude potrebné vymyslieť spôsob uchytenia a možnosť nastavenia zaostrenia.
Dôležité! Zaostrenie lúča je potrebné pre akýkoľvek dizajn. Môže byť paralelný (ak potrebujete dosah) alebo kužeľový (ak potrebujete získať koncentrovaný tepelný bod).
Šošovka s regulačným zariadením sa nazýva kolimátor.
Na správne pripojenie lasera z jednotky DVD potrebujete schému pinov. Záporné a kladné vodiče môžete sledovať podľa značiek na doske plošných spojov. Toto je potrebné urobiť pred demontážou diódy. Ak to nie je možné, použite typický tip:
Záporný kontakt má elektrické spojenie s telom diódy. Nájsť ho nebude ťažké. Pokiaľ ide o mínus nižšie, kladný kontakt bude vpravo.
Ak máte laserovú diódu s tromi nožičkami (a je ich väčšina), naľavo bude buď nevyužitý kolík, alebo zapojenie fotodiódy. K tomu dôjde, ak sú horiace aj čítacie prvky umiestnené v rovnakom kryte. 
Hlavné telo sa vyberá na základe veľkosti batérií alebo akumulátorov, ktoré plánujete použiť. Opatrne k nemu pripevnite svoj domáci laserový modul a zariadenie je pripravené na použitie.
Pomocou takéhoto nástroja môžete gravírovať, spaľovať drevo, rezať taviteľné materiály (látka, lepenka, plsť, pena atď.).
Ako vyrobiť ešte výkonnejší laser?
Ak potrebujete rezačku na drevo alebo plast, výkon bežnej diódy z DVD mechaniky nestačí. Buď budete potrebovať hotovú diódu s výkonom 500-800 mW, alebo budete musieť stráviť veľa času hľadaním vhodných DVD mechanik. V niektorých modeloch LG a SONY sú nainštalované laserové diódy s výkonom 250-300 mW.
Hlavná vec je, že takéto technológie sú k dispozícii na vlastnú výrobu.
Video inštrukcia krok za krokom, ktorá hovorí, ako vyrobiť laser z jednotky DVD vlastnými rukami
Mnohí z vás pravdepodobne počuli, že je celkom možné vyrobiť laserové ukazovadlo alebo dokonca rezací lúč doma pomocou jednoduchých nástrojov, ale len málo ľudí vie, ako vyrobiť laser sami. Predtým, ako na ňom začnete pracovať, nezabudnite sa oboznámiť s bezpečnostnými opatreniami.
Pravidlá bezpečnosti lasera
Nesprávne používanie lúča, najmä vysokého výkonu, môže mať za následok poškodenie majetku, ako aj vážne poškodenie zdravia alebo zdravia okoloidúcich. Preto pred testovaním vlastnej kópie nezabudnite na nasledujúce pravidlá:
- Uistite sa, že v testovacej miestnosti nie sú žiadne zvieratá ani deti.
- Nikdy nemierte lúčom na zvieratá alebo ľudí.
- Používajte ochranné okuliare, ako sú okuliare používané pri zváraní.
- Pamätajte, že aj odrazený lúč môže poškodiť váš zrak. Nikdy si nesvieťte laserom do očí.
- Nepoužívajte laser na zapaľovanie predmetov v interiéri.
Najjednoduchší laser z počítačovej myši
Ak potrebujete laser len tak pre zábavu, stačí vedieť, ako si laser vyrobiť doma z myši. Jeho sila bude celkom bezvýznamná, ale nebude ťažké ju vyrobiť. Všetko, čo potrebujete, je počítačová myš, malá spájkovačka, batérie, káble a vypínač.
Najprv je potrebné myš rozobrať. Je dôležité ich nevylamovať, ale opatrne rozvinúť a odstrániť v poradí. Najprv horný kryt, potom spodný kryt. Ďalej pomocou spájkovačky musíte odstrániť myšový laser z dosky a pripájať k nemu nové vodiče. Teraz ich zostáva pripojiť k prepínaču vypnutia a pripojiť vodiče ku kontaktom batérie. Batérie môžu byť použité akéhokoľvek typu: ako prstové, tak aj takzvané palacinky.
Takto je pripravený najjednoduchší laser.
Ak vám nestačí slabý lúč a zaujíma vás, ako si doma vyrobiť laser z improvizovaných prostriedkov s dostatočne vysokým výkonom, skúste viac ťažká cesta jeho výrobe pomocou jednotky DVD-RW.
Pre prácu budete potrebovať:
- DVD-RW mechanika (rýchlosť záznamu musí byť aspoň 16x);
- Batéria AAA, 3 ks.;
- odpor (od dvoch do piatich ohmov);
- kolimátor (môžete ho nahradiť dielom z lacného čínskeho laserového ukazovátka);
- kondenzátory 100 pF a 100 mF;
- oceľové LED svietidlo;
- drôty a spájkovačka.
Postup prác:
Prvá vec, ktorú potrebujeme, je laserová dióda. Nachádza sa vo vozíku jednotky DVD-RW. Má väčší chladič ako bežná infračervená dióda. Ale pozor, táto časť je veľmi krehká. Kým dióda nie je nainštalovaná, je najlepšie pripojiť jej vodič, pretože je príliš citlivý na statické napätie. Venujte zvláštnu pozornosť polarite. Ak je napájanie nesprávne, dióda okamžite zlyhá.
Pripojte časti nasledovne: batéria, tlačidlo zapnutia / vypnutia, rezistor, kondenzátory, laserová dióda. Po overení výkonu dizajnu zostáva len prísť s vhodným puzdrom pre laser. Na tieto účely je celkom vhodné oceľové puzdro z bežnej baterky. Nezabudnite ani na kolimátor, pretože práve on mení žiarenie na tenký lúč.
Teraz, keď viete, ako si vyrobiť laser doma, nezabudnite dodržiavať bezpečnostné opatrenia, uložte ho do špeciálneho puzdra a nenoste ho so sebou, pretože orgány činné v trestnom konaní si to môžu nárokovať.
Pozrite si video: Laser z DVD mechaniky doma a vlastnými rukami
Dnes budeme hovoriť o tom, ako si vyrobiť vlastný výkonný zelený alebo modrý laser doma z improvizovaných materiálov vlastnými rukami. Zvážime aj nákresy, schémy a zariadenie domácich laserových ukazovákov so zapaľovacím lúčom a dosahom až 20 km.
Základom laserového zariadenia je optický kvantový generátor, ktorý pomocou elektrickej, tepelnej, chemickej alebo inej energie vytvára laserový lúč.
Činnosť lasera je založená na fenoméne stimulovaného (indukovaného) žiarenia. Laserové žiarenie môže byť kontinuálne, s konštantným výkonom, alebo pulzné, dosahujúce extrémne vysoké špičkové výkony. Podstata javu spočíva v tom, že excitovaný atóm je schopný emitovať fotón pod vplyvom iného fotónu bez jeho absorpcie, ak sa jeho energia rovná rozdielu energií hladín atómu pred a po emisie. V tomto prípade je emitovaný fotón koherentný s fotónom, ktorý spôsobil žiarenie, teda je jeho presnou kópiou. Takto sa zosilňuje svetlo. Tento jav sa líši od spontánnej emisie, pri ktorej majú emitované fotóny náhodné smery šírenia, polarizácie a fázy.
Pravdepodobnosť, že náhodný fotón spôsobí stimulovanú emisiu excitovaného atómu, sa presne rovná pravdepodobnosti absorpcie tohto fotónu atómom v neexcitovanom stave. Preto je na zosilnenie svetla potrebné, aby v médiu bolo viac excitovaných atómov ako tých neexcitovaných. V rovnovážnom stave táto podmienka nie je splnená, preto sa používajú rôzne systémy čerpania aktívneho média lasera (optické, elektrické, chemické atď.). V niektorých schémach sa pracovný prvok lasera používa ako optický zosilňovač pre žiarenie z iného zdroja.
V kvantovom generátore nie je žiadny externý fotónový tok, inverzná populácia sa vytvára v ňom pomocou rôznych zdrojov čerpadiel. V závislosti od zdrojov existujú rôznymi spôsobmičerpanie:
optická - výkonná záblesková lampa;
výboj plynu v pracovnej látke (aktívne médium);
vstrekovanie (prenos) prúdových nosičov v polovodiči v zóne
rn prechody;
elektronické budenie (vákuové ožarovanie čistého polovodiča prúdom elektrónov);
tepelné (ohrievanie plynu s jeho následným rýchlym ochladením;
chemické (využívajúce energiu chemických reakcií) a niektoré ďalšie.
Primárnym zdrojom generovania je proces spontánnej emisie, preto na zabezpečenie kontinuity generácií fotónov je potrebné mať pozitívnu spätnú väzbu, vďaka ktorej emitované fotóny spôsobujú následné akty stimulovanej emisie. Na tento účel sa aktívne médium lasera umiestni do optického rezonátora. V najjednoduchšom prípade pozostáva z dvoch zrkadiel, z ktorých jedno je priesvitné – laserový lúč ním čiastočne vychádza z rezonátora.
Odrážajúc sa od zrkadiel, lúč žiarenia opakovane prechádza cez rezonátor a spôsobuje v ňom indukované prechody. Žiarenie môže byť buď nepretržité alebo pulzné. Súčasne pomocou rôznych zariadení na rýchle vypínanie a zapínanie spätnej väzby a tým skrátenie periódy impulzu je možné vytvoriť podmienky na generovanie žiarenia s veľmi vysokým výkonom - to sú takzvané obrovské impulzy. Tento režim prevádzky lasera sa nazýva Q-spínaný režim.
Laserový lúč je koherentný, monochromatický, polarizovaný úzky lúč svetla. Jedným slovom je to lúč svetla vyžarovaný nielen synchrónnymi zdrojmi, ale aj vo veľmi úzkom rozsahu a smerovaný. Akýsi extrémne koncentrovaný svetelný tok.
Žiarenie generované laserom je monochromatické, pravdepodobnosť vyžarovania fotónu určitej vlnovej dĺžky je väčšia ako pravdepodobnosť vyžarovania fotónu v tesnej blízkosti spojenej s rozšírením spektrálnej čiary a pravdepodobnosť indukovaných prechodov pri tejto frekvencii má tiež maximum . Preto postupne v procese generovania budú fotóny danej vlnovej dĺžky dominovať nad všetkými ostatnými fotónmi. Navyše, vďaka špeciálnemu usporiadaniu zrkadiel sú v laserovom lúči uložené iba tie fotóny, ktoré sa šíria v smere rovnobežnom s optickou osou rezonátora v malej vzdialenosti od nej, ostatné fotóny rýchlo opúšťajú objem rezonátora. . Laserový lúč má teda veľmi malý uhol divergencie. Nakoniec má laserový lúč presne definovanú polarizáciu. Na tento účel sa do rezonátora zavádzajú rôzne polarizátory, napríklad to môžu byť ploché sklenené platne inštalované v Brewsterovom uhle k smeru šírenia laserového lúča.
Aká pracovná kvapalina sa v laseri používa, závisí od jeho pracovnej vlnovej dĺžky, ako aj od ďalších vlastností. Pracovné telo je „pumpované“ energiou, aby sa získal efekt inverzie elektrónovej populácie, čo spôsobuje stimulovanú emisiu fotónov a efekt optického zosilnenia. Najjednoduchšia forma Optický rezonátor pozostáva z dvoch paralelných zrkadiel (môžu byť aj štyri alebo viac) umiestnených okolo pracovného telesa lasera. Stimulované žiarenie pracovného tela sa odráža späť od zrkadiel a opäť sa zosilňuje. Až do okamihu výstupu von sa vlna môže mnohokrát odrážať.
Stručne teda sformulujme podmienky potrebné na vytvorenie zdroja koherentného svetla:
potrebujete pracovnú látku s inverzným počtom obyvateľov. Len potom je možné dosiahnuť zosilnenie svetla v dôsledku nútených prechodov;
pracovná látka by mala byť umiestnená medzi zrkadlá, ktoré poskytujú spätnú väzbu;
zisk daný pracovnou látkou, čo znamená, že počet excitovaných atómov alebo molekúl v pracovnej látke musí byť väčší ako prahová hodnota, ktorá závisí od koeficientu odrazu výstupného zrkadla.
Pri konštrukcii laserov možno použiť tieto typy pracovných telies:
Kvapalina. Používa sa ako pracovná kvapalina napríklad v farbiacich laseroch. Kompozícia obsahuje organické rozpúšťadlo (metanol, etanol alebo etylénglykol), v ktorom sú rozpustené chemické farbivá (kumarín alebo rodamín). Pracovná vlnová dĺžka kvapalinových laserov je určená konfiguráciou použitých molekúl farbiva.
Plyny. Najmä oxid uhličitý, argón, kryptón alebo zmesi plynov, ako v hélium-neónových laseroch. „Pumpovanie“ energie týchto laserov sa najčastejšie uskutočňuje pomocou elektrických výbojov.
Pevné látky (kryštály a sklá). Pevný materiál takýchto pracovných telies sa aktivuje (leguje) pridaním malého množstva iónov chrómu, neodýmu, erbia alebo titánu. Bežne sa používajú tieto kryštály: ytrium-hliníkový granát, ytrium-lítiumfluorid, zafír (oxid hlinitý) a silikátové sklo. Pevné lasery sú zvyčajne „pumpované“ zábleskovou lampou alebo iným laserom.
Polovodiče. Materiál, v ktorom môže byť prechod elektrónov medzi energetickými hladinami sprevádzaný žiarením. Polovodičové lasery sú veľmi kompaktné, „napumpované“ elektrickým prúdom, čo umožňuje ich použitie v domáce spotrebiče ako sú CD prehrávače.
Ak chcete zmeniť zosilňovač na generátor, musíte zorganizovať spätnú väzbu. V laseroch sa to dosahuje umiestnením účinnej látky medzi reflexné plochy (zrkadlá), ktoré tvoria takzvaný "otvorený rezonátor" vďaka tomu, že časť energie vyžarovanej účinnou látkou sa odráža od zrkadiel a opäť sa vracia späť na účinnú látku.
V laseri sa používajú optické dutiny rôznych typov - s plochými zrkadlami, sférické, kombinácie plochých a sférických atď. V optických dutinách poskytujúcich spätnú väzbu v laseri je možné vybudiť len určité typy kmitov elektromagnetického poľa, ktoré sa nazývajú vlastné kmity alebo režimy rezonátora.
Módy sú charakterizované frekvenciou a tvarom, t.j. priestorovým rozložením kmitov. V rezonátore s plochými zrkadlami sú prevažne excitované typy kmitov zodpovedajúce rovinným vlnám šíriacim sa pozdĺž osi rezonátora. Systém dvoch paralelných zrkadiel rezonuje len pri určitých frekvenciách - a tiež plní v laseri úlohu, ktorú hrá oscilačný obvod v konvenčných nízkofrekvenčných generátoroch.
Použitie otvoreného rezonátora (a nie uzavretého - uzavretá kovová dutina - charakteristika mikrovlnného rozsahu) je zásadné, pretože v optickom rozsahu je rezonátor s rozmermi L = ? (L je charakteristická veľkosť rezonátora,? je vlnová dĺžka) sa jednoducho nedá vyrobiť a pre L >> ? uzavretý rezonátor stráca svoje rezonančné vlastnosti, pretože počet možných režimov kmitania je taký veľký, že sa prekrývajú.
Absencia bočných stien výrazne znižuje počet možných typov kmitov (módov) v dôsledku skutočnosti, že vlny šíriace sa pod uhlom k osi rezonátora rýchlo prekračujú svoje hranice a umožňuje zachovať rezonančné vlastnosti rezonátora pri L >> ?. Rezonátor v laseri však poskytuje nielen spätnú väzbu tým, že vracia žiarenie odrazené od zrkadiel aktívnej látke, ale určuje aj spektrum laserového žiarenia, jeho energetické charakteristiky a smerovosť žiarenia.
V najjednoduchšej aproximácii rovinnej vlny je podmienka rezonancie v rezonátore s plochými zrkadlami taká, že po dĺžke rezonátora sa zmestí celočíselný počet polovičných vĺn: L=q(?/2) (q je celé číslo), čo vedie k výrazu pre frekvenciu typu kmitania s indexom q: ?q=q(C/2L). Výsledkom je, že emisné spektrum L. je spravidla súborom úzkych spektrálnych čiar, ktorých intervaly sú rovnaké a rovné c / 2L. Počet čiar (komponentov) pre danú dĺžku L závisí od vlastností aktívneho prostredia, t. j. od spektra spontánnej emisie pri použitom kvantovom prechode a môže dosiahnuť niekoľko desiatok a stoviek. Za určitých podmienok sa ukazuje, že je možné izolovať jednu spektrálnu zložku, t.j. implementovať režim generovania jedného režimu. Spektrálna šírka každého z komponentov je určená energetickými stratami v rezonátore a predovšetkým priepustnosťou a absorpciou svetla zrkadlami.
Frekvenčný profil zosilnenia v pracovnom médiu (je určený šírkou a tvarom čiary pracovného prostredia) a súbor vlastných frekvencií otvoreného rezonátora. Pri otvorených rezonátoroch s vysokým faktorom kvality používaných v laseroch sa šírka pásma dutiny ??p, ktorá určuje šírku rezonančných kriviek jednotlivých módov a dokonca aj vzdialenosť medzi susednými módmi ??h, ukazuje byť menšia ako zisk. šírkou čiary h, a dokonca aj v plynových laseroch, kde je rozšírenie čiary minimálne. Preto do zosilňovacieho obvodu spadá niekoľko typov kmitov rezonátora.
Laser teda nemusí nutne generovať na jednej frekvencii, častejšie, naopak, generuje súčasne pri viacerých typoch kmitov, pre aké zisky? viac strát v rezonátore. Aby laser pracoval na jednej frekvencii (v jednofrekvenčnom režime), je zvyčajne potrebné vykonať špeciálne opatrenia (napríklad zvýšiť straty, ako je znázornené na obrázku 3) alebo zmeniť vzdialenosť medzi zrkadlami tak, aby len jedna móda. Pretože v optike, ako je uvedené vyššie, ah > ap a frekvencia generovania v laseri je určená hlavne frekvenciou rezonátora, je potrebné stabilizovať rezonátor, aby sa frekvencia generovania udržala stabilná. Takže ak zisk v pracovnej látke pokrýva straty v rezonátore pri určitých typoch kmitov, dochádza na nich ku generovaniu. Zárodkom jeho výskytu je ako v každom generátore hluk, ktorý je v laseroch spontánnou emisiou.
Aby aktívne médium emitovalo koherentné monochromatické svetlo, je potrebné zaviesť spätnú väzbu, t.j. poslať časť svetelného toku emitovaného týmto médiom späť do média na stimulovanú emisiu. Pozitívna spätná väzba sa vykonáva pomocou optických rezonátorov, čo sú v základnej verzii dve koaxiálne (paralelné a pozdĺž rovnakej osi) zrkadlá, z ktorých jedno je priesvitné a druhé je "hluché", t.j. úplne odráža svetelný tok. Pracovná látka (aktívne médium), v ktorej sa vytvára inverzná populácia, je umiestnená medzi zrkadlá. Stimulované žiarenie prechádza aktívnym prostredím, je zosilnené, odrazené od zrkadla, opäť prechádza prostredím a ďalej sa zosilňuje. Cez priesvitné zrkadlo sa časť žiarenia vyžaruje do vonkajšieho prostredia a časť sa odráža späť do média a opäť sa zosilňuje. Za určitých podmienok začne tok fotónov vo vnútri pracovnej látky lavínovo rásť a začne sa generovať monochromatické koherentné svetlo.
Princíp činnosti optického rezonátora, prevažujúci počet častíc pracovnej látky, reprezentovaný svetelnými kruhmi, je v základnom stave, t.j. na nižšej energetickej úrovni. Len malý počet častíc, reprezentovaných tmavými kruhmi, je v elektronicky excitovanom stave. Keď je pracovná látka vystavená čerpaciemu zdroju, hlavný počet častíc prejde do excitovaného stavu (počet tmavých kruhov sa zvýšil) a vytvorí sa inverzná populácia. Ďalej (obr. 2c) dochádza k spontánnej emisii niektorých častíc v elektronicky excitovanom stave. Žiarenie smerujúce pod uhlom k osi rezonátora opustí pracovnú látku a rezonátor. Žiarenie smerované pozdĺž osi rezonátora sa priblíži k povrchu zrkadla.
Pri priesvitnom zrkadle cez neho prejde časť žiarenia životné prostredie, a jeho časť sa odrazí a opäť nasmeruje na pracovnú látku, pričom častice v excitovanom stave sa zapoja do procesu stimulovanej emisie.
Na „hluchom“ zrkadle sa celý tok lúčov odrazí a opäť prejde cez pracovnú látku, čím sa indukuje žiarenie všetkých zostávajúcich excitovaných častíc, čo odráža situáciu, keď všetky excitované častice odovzdali svoju nahromadenú energiu, a na výstupe rezonátora sa na strane polopriepustného zrkadla vytvoril mohutný tok indukovaného žiarenia.
Hlavné konštrukčné prvky lasery zahŕňajú pracovnú látku s určitými energetickými hladinami ich základných atómov a molekúl, zdroj pumpy, ktorý vytvára inverznú populáciu v pracovnej látke, a optický rezonátor. Existuje veľké množstvo rôznych laserov, ale všetky majú rovnakú a navyše jednoduchú schému zapojenia zariadenia, ktorá je znázornená na obr. 3.
Výnimkou sú polovodičové lasery kvôli ich špecifickosti, pretože majú všetko špeciálne: fyziku procesov, čerpacie metódy a dizajn. Polovodiče sú kryštalické útvary. V samostatnom atóme má energia elektrónu presne definované diskrétne hodnoty, a preto sú energetické stavy elektrónu v atóme opísané v úrovniach. V polovodičovom kryštáli tvoria energetické hladiny energetické pásy. V čistom polovodiči, ktorý neobsahuje žiadne nečistoty, sú dva pásy: takzvaný valenčný pás a pás vodivosti umiestnený nad ním (na energetickej stupnici).
Medzi nimi je medzera zakázaných energetických hodnôt, ktorá sa nazýva pásmová medzera. Pri teplote polovodiča rovnej absolútnej nule musí byť valenčné pásmo úplne naplnené elektrónmi a vodivé pásmo musí byť prázdne. V reálnych podmienkach je teplota vždy nad absolútnou nulou. Ale zvýšenie teploty vedie k tepelnej excitácii elektrónov, niektoré z nich preskočia z valenčného pásma do vodivého pásma.
V dôsledku tohto procesu sa vo vodivom pásme objaví určitý (relatívne malý) počet elektrónov a zodpovedajúci počet elektrónov bude vo valenčnom pásme chýbať, kým sa úplne nenaplní. Prázdne miesto elektrónov vo valenčnom pásme predstavuje kladne nabitá častica, ktorá sa nazýva diera. Kvantový prechod elektrónu cez zakázané pásmo zdola nahor sa považuje za proces generovania páru elektrón-diera, pričom elektróny sú sústredené na spodnom okraji vodivého pásma a diery - na hornom okraji valenčného pásma. . Prechody cez zakázanú zónu sú možné nielen zdola nahor, ale aj zhora nadol. Tento proces sa nazýva rekombinácia elektrón-diera.
Keď je čistý polovodič ožiarený svetlom, ktorého fotónová energia o niečo presahuje zakázaný pás, môžu v polovodičovom kryštáli nastať tri typy interakcie svetla s látkou: absorpcia, spontánna emisia a stimulovaná emisia svetla. Prvý typ interakcie je možný, keď je fotón absorbovaný elektrónom umiestneným blízko horného okraja valenčného pásma. V tomto prípade bude energetická sila elektrónu dostatočná na prekonanie zakázaného pásma a kvantový prechod do vodivého pásma. Spontánna emisia svetla je možná pri samovoľnom návrate elektrónu z vodivého pásma do valenčného pásma s emisiou energetického kvanta - fotónu. Vonkajšie žiarenie môže iniciovať prechod do valenčného pásma elektrónu umiestneného blízko spodného okraja vodivého pásma. Výsledkom tohto tretieho typu interakcie svetla s polovodičovou substanciou bude zrodenie sekundárneho fotónu, identického svojimi parametrami a smerom pohybu s fotónom, ktorý inicioval prechod.
Na generovanie laserového žiarenia je potrebné vytvoriť v polovodiči inverznú populáciu "pracovných úrovní" - vytvoriť dostatočne vysokú koncentráciu elektrónov na spodnom okraji vodivého pásma a podľa toho aj vysokú koncentráciu otvorov na okraji. valenčného pásma. Na tieto účely čisté polovodičové lasery zvyčajne využívajú čerpanie elektrónovým lúčom.
Zrkadlá rezonátora sú leštené hrany polovodičového kryštálu. Nevýhodou takýchto laserov je, že mnohé polovodičové materiály generujú laserové žiarenie len pri veľmi vysokej úrovni nízke teploty, a bombardovanie polovodičových kryštálov prúdom elektrónov spôsobuje jeho silné zahrievanie. To si vyžaduje dodatočné chladiace zariadenia, čo komplikuje konštrukciu zariadenia a zväčšuje jeho rozmery.
Vlastnosti dopovaných polovodičov sa výrazne líšia od vlastností nedopovaných čistých polovodičov. Je to spôsobené tým, že atómy niektorých nečistôt ľahko darujú jeden zo svojich elektrónov do vodivého pásma. Tieto nečistoty sa nazývajú donorové nečistoty a polovodič s takýmito nečistotami sa nazýva n-polovodič. Atómy iných nečistôt naopak zachytia jeden elektrón z valenčného pásma a takéto nečistoty sú akceptorom a polovodič s takýmito nečistotami je p-polovodič. Úroveň energie atómy nečistôt sa nachádzajú vo vnútri zakázaného pásu: pre n-polovodiče - neďaleko spodného okraja vodivého pásma, pre f-polovodiče - blízko horného okraja valenčného pásma.
Ak sa v tejto oblasti vytvorí elektrické napätie tak, že na strane p-polovodiča je kladný pól a na strane n-polovodiča záporný pól, potom pôsobením elektrického poľa elektróny z p. -polovodič a otvory z p-polovodiča sa presunú (vstreknú) do oblasti pn - prechod.
Počas rekombinácie elektrónov a dier budú emitované fotóny a v prítomnosti optického rezonátora je možné generovanie laserového žiarenia.
Zrkadlá optického rezonátora sú leštené plochy polovodičového kryštálu, orientované kolmo na rovinu prechodu pn. Takéto lasery sa vyznačujú miniaturizáciou, keďže rozmery polovodičového aktívneho prvku môžu byť okolo 1 mm.
V závislosti od uvažovanej funkcie sú všetky lasery rozdelené nasledovne).
Prvý znak. Je zvykom rozlišovať medzi laserovými zosilňovačmi a generátormi. V zosilňovačoch je slabé laserové žiarenie dodávané na vstup a na výstupe je zodpovedajúcim spôsobom zosilnené. V generátoroch nie je žiadne vonkajšie žiarenie, vzniká v pracovnej látke jej budením pomocou rôznych čerpacích zdrojov. Všetky lekárske laserové zariadenia sú generátory.
Druhý znak je fyzický stav pracovná látka. V súlade s tým sa lasery delia na pevné (rubín, zafír atď.), plynové (hélium-neón, hélium-kadmium, argón, oxid uhličitý atď.), kvapalné (kvapalné dielektrikum s nečistotami pracujúcimi atómami vzácnych kovy zemín) a polovodičové (arzenid-gálium, arzenid-fosfid-gálium, selenid-olovo atď.).
Spôsob budenia pracovnej látky je tretím rozlišovacím znakom laserov. V závislosti od zdroja budenia existujú lasery s optickým čerpaním, s čerpaním v dôsledku výboja plynu, elektronickou excitáciou, vstrekovaním nosiča náboja, s tepelným, chemickým čerpaním a niektoré ďalšie.
Emisné spektrum lasera je ďalším znakom klasifikácie. Ak je žiarenie sústredené v úzkom rozsahu vlnových dĺžok, potom je zvykom považovať laser za monochromatický a v jeho technických údajoch je uvedená špecifická vlnová dĺžka; ak je v širokom rozsahu, potom by sa mal laser považovať za širokopásmový a mal by sa uviesť rozsah vlnových dĺžok.
Podľa charakteru vyžarovanej energie sa rozlišujú pulzné lasery a lasery s kontinuálnou vlnou. Pojmy pulzný laser a laser s frekvenčnou moduláciou kontinuálneho žiarenia by sa nemali zamieňať, pretože v druhom prípade dostávame v skutočnosti nespojité žiarenie rôznych frekvencií. Impulzné lasery majú vysoký výkon v jedinom impulze, dosahujúci 10 W, pričom ich priemerný impulzný výkon, určený zodpovedajúcimi vzorcami, je relatívne nízky. Pre cw lasery s frekvenčnou moduláciou je výkon v takzvanom pulze nižší ako výkon kontinuálneho žiarenia.
Podľa priemerného výstupného výkonu žiarenia (ďalší klasifikačný znak) sa lasery delia na:
vysokoenergetický (vytvorený výkon žiarenia s hustotou toku na povrchu objektu alebo biologického objektu - viac ako 10 W / cm2);
stredná energia (vytvorená hustota toku žiarenia - od 0,4 do 10 W / cm2);
· nízkoenergetické (vytvorená hustota toku žiarenia - menej ako 0,4 W/cm2).
mäkké (expozícia generovanej energie - E alebo hustota toku energie na ožiarenom povrchu - do 4 mW/cm2);
priemer (E - od 4 do 30 mW / cm2);
tvrdý (E - viac ako 30 mW / cm2).
V súlade so Sanitárnymi normami a pravidlami pre konštrukciu a prevádzku laserov č. 5804-91 sa podľa stupňa nebezpečenstva generovaného žiarenia pre obsluhujúci personál delia lasery do štyroch tried.
Lasery prvej triedy zahŕňajú také technické zariadenia, ktorých výstupné kolimované (obsiahnuté v obmedzenom priestorovom uhle) žiarenie nepredstavuje nebezpečenstvo pri ožiarení pre oči a pokožku človeka.
Lasery druhej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné pri vystavení zraku priamym a zrkadlovo odrazeným žiarením.
Lasery tretej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné, keď sú oči vystavené priamemu a zrkadlovo odrazenému, ako aj difúzne odrazenému žiareniu vo vzdialenosti 10 cm od difúzne odrážajúceho povrchu, a (alebo) pri vystavení pokožky na priame a zrkadlovo odrazené žiarenie.
Lasery štvrtej triedy sú zariadenia, ktorých výstupné žiarenie je nebezpečné pri vystavení pokožky difúzne odrazenému žiareniu vo vzdialenosti 10 cm od difúzne odrážajúceho povrchu.
Kto v detstve nesníval laser? Niektorí muži stále snívajú. Obyčajné laserové ukazovátka s nízkym výkonom už nie sú relevantné, pretože ich výkon zanecháva veľa požiadaviek. Zostávajú 2 spôsoby: kúpiť drahý laser alebo si ho vyrobiť doma z improvizovaných prostriedkov.
- Zo starej alebo pokazenej DVD mechaniky
- Z počítačovej myši a baterky
- Zo súpravy dielov zakúpených v obchode s elektronikou
Ako urobiť laser doma zo staréhoDVDriadiť
- Nájdite nefunkčnú alebo nechcenú jednotku DVD, ktorá dokáže nahrávať rýchlosťou vyššou ako 16x, ktorá vydáva viac ako 160 mW energie. Pýtate sa, prečo si nemôžete vziať CD napaľovačku. Faktom je, že jeho dióda vyžaruje infračervené svetlo, ktoré ľudské oko nevidí.
- Odstráňte laserovú hlavu z jednotky. Ak chcete získať prístup k „vnútornostiam“, odskrutkujte skrutky umiestnené na spodnej strane jednotky a vyberte laserovú hlavu, ktorá je tiež držaná na mieste pomocou skrutiek. Môže byť v škrupine alebo pod priehľadným oknom, alebo možno aj vonku. Najťažšie je z neho vytiahnuť samotnú diódu. Pozor: dióda je veľmi citlivá na statickú elektrinu.
- Zaobstarajte si šošovku, bez ktorej bude použitie diódy nemožné. Môžete použiť obyčajnú lupu, ale potom ju musíte zakaždým skrútiť a upraviť. Alebo si môžete kúpiť ďalšiu diódu s kompletnou šošovkou a potom ju nahradiť diódou odstránenou z jednotky.
- Potom musíte kúpiť alebo zostaviť obvod na napájanie diódy a zostaviť štruktúru. V dióde jednotky DVD pôsobí stredový kolík ako záporný pól.
- Pripojte vhodný zdroj napájania a zaostrite objektív. Zostáva len nájsť vhodnú nádobu pre laser. Na tieto účely môžete použiť kovovú baterku, vyhovujúcu rozmerom.
- Odporúčame pozrieť si toto video, kde je všetko veľmi podrobne zobrazené:
Ako vyrobiť laser z počítačovej myši
Výkon lasera vyrobeného z počítačovej myši bude oveľa menší ako výkon lasera vyrobeného predchádzajúcim spôsobom. Výrobný proces sa príliš nelíši.
- V prvom rade nájdite starú alebo nechcenú myš s viditeľným laserom akejkoľvek farby. Myši s neviditeľnou žiarou nebudú zo zrejmých dôvodov fungovať.
- Potom ho opatrne rozoberte. Vo vnútri si všimnete laser, ktorý bude musieť byť spájkovaný spájkovačkou.
- Teraz zopakujte kroky 3-5 z vyššie uvedených pokynov. Rozdiel medzi takýmito lasermi, opakujeme, je len v sile.
AHOJ DIMONOVTI!!!
CENA-50-300R
CENA-50R
[
CENA-50R
10 tubusov super lepidla
12 laserová tlačiareň
čip LM2621
R2 150 kOhm
R3 150 kΩ
R4 500 ohmov
C2 100uF 6,3V ľubovoľný
Takže je tam všetko??? ZAČÍNAME 
TU JE SCHÉMA MONTÁŽE 
(môžem ti poslať nákres) 
100% STRATA ZRAKU! 
S pozdravom T3012, známy ako KILOVOLT.
DimonVideo DimonVideo
AHOJ DIMONOVTI!!!
Dnes vám poviem, ako si doma vyrobiť výkonné laserové ukazovátko.
Na to potrebujeme 17 vecí:
1- chybná (mŕtva) DVD mechanika, rýchlosť 16-22X (čím vyššia rýchlosť, tým výkonnejší laser v nej je)
CENA-50-300R
2 - lacné čínska lucerna(na 3 batérie)
CENA-50R
3- lacné laserové ukazovátko "dvojhlavňové" (laserové ukazovátko + LED baterka)
[
CENA-50R
4- spájkovačka, výkon 40W (W), napätie 220V (V) s tenkým hrotom.
5 - tavná spájka (typ POS60-POS61), borovicová kolofónia.
6 - kus jednostranného sklolaminátu s rozmermi 35X10mm
7- chlorid železitý (predávaný v rádiových obchodoch) cena-80-100R
8-nástroj (pinzeta, lupa, malé skrutkovače, kliešte, kliešte s dlhým nosom atď.)
9- tu sú koncové okvetné lístky
(predáva sa v akomkoľvek obchode s elektrinou) stojí od 10-35R
10 tubusov super lepidla
11- alkohol (dá sa zohnať v lekárni)
12 laserová tlačiareň
13-strana akéhokoľvek lesklého časopisu (nutne lesklý, hladký. Môžete použiť aj fotopapier)
14- elektrická žehlička (berieme doma. Mamu, sestru, babku, manželku, kým neuvidia)
15- rádiové komponenty (niektoré môžete získať zo samotného mŕtveho disku, najmä Schottkyho dióda, odpory, kondenzátory)
zoznam dielov a ich hodnotenie (ALL PARTS SMD, t.j. povrchová montáž (ušetrite miesto))
čip LM2621
Treba zvoliť R1 .. od toho závisí prúd na laserovej dióde. Mám 78kΩ prúd 250-300mA UŽ NIE!!! inak bude horieť!
R2 150 kOhm
R3 150 kΩ
R4 500 ohmov
C1 0,1uF keramika, napr.K10-17
C2 100uF 6,3V ľubovoľný
C3 33uF 6,3V, najlepšie tantal.
C4 33pF keramika, napr.K10-17
C5 0,1uF keramika, napr.K10-17
VD1 ľubovoľné 3 ampéry. napríklad
1N5821, 30BQ060, 31DQ10, MBRS340T3, SB360, SK34A, SR360
L1 na fotke vidíte ako to vyzerá...a tak 15 zapnite vhodný prstencový alebo feritový rám. Rozoberiete buď napájací zdroj počítača alebo úspornú žiarovku, prípadne nabíjačku na mobil, vrátane autonabíjačky na mobil.
To všetko nie je až také dôležité, mikroobvod nastaví všetko tak, ako má.
16-typový multimeter DT890G, ktorý dokáže merať kapacitu, odpor, napätie a pod.
17- no jasné, rovné RUKY a "kamarátstvo s spájkovačkou" alebo kamarát, ktorý sa kamaráti s pájkou.
Takže je tam všetko??? ZAČÍNAME
Vezmeme kľúčenku a rozoberieme ju (POZOR, NEPOŠKODIŤ VNÚTORNO, budeme ich potrebovať)
vyberieme batérie a kliešťami, jemným potrasením do strán, vytiahneme prednú plastovú hlavicu (kde je baterka a laser)
Ďalej cez stranu, kde bol tento (korok), vyberieme vnútro a zatlačíme ich ceruzkou zo strany priehradky na batérie.
Potom veľmi opatrne malým ottrochkom s plochým žihadlom odskrutkujeme plastovú maticu v kolimátore (mosadzná trubica, kde sa nachádza šošovka a samotný bezrámový laser). Vyberieme obsah (samotnú plastovú maticu, šošovku, pružinu)
nahrievanie PRÁZDNÉHO kolimátora pomocou spájkovačky, tlačidlom ho odpojte od dosky.
Demontujeme mechaniku a vyberieme vozík laserového zariadenia
EXTRÉMNE opatrne vyberte LASER po obalení nôh lasera drôtom zo statickej elektriny.
toto je samotná laserová dióda.
Vezmeme čínsky lampáš a rozoberieme ho. Približne analogicky s ukazovateľom baterky.
Teraz dáme všetky drobnosti do spoľahlivej krabice a vyrobíme chladič pre Laser.
Berieme skôr zakúpené terminály
a odpíliť z nich po častiach tak, aby sme dostali typ podložky, dĺžka sa rovná dĺžke kolimátora a aby (podložky do seba tesne zapadli, vrátane samotného kolimátora) Ak nezapadajú ísť do seba, vŕtame vrtákmi s priemerom 5, 5-12mm pre rôzne podložky, prípadne vrt.
Malo by to vyzerať asi takto:
Samotný kolimátor posunieme trochu ďalej, asi o 5 mm, je to dôležité pre upevnenie laserovej diódy.
Áno, samotné podložky opravujeme super lepidlom.
Teraz teda laserovú diódu namontujeme po vložení 5mm vrtáka do kolimátora a zatlačení kolimátora kliešťami zo strany drážok, kde bola doska.
Prispájkujte 2 drôty k nohám LD. POZOR TOKOLEVKA L.D. zariadenie nazývame multimetrom ako DT890G (znie to ako bežná dióda.)
Ďalej musíme zostaviť obvod vodiča.
TU JE SCHÉMA MONTÁŽE
TU je približný nákres vodičov na doske
(môžem ti poslať nákres)
Kresbu dosky prenesieme na lesklý papier laserovou tlačiarňou (metóda laserového žehlenia, čítajte na internete)
vyrábame dosku a na ňu spájkujeme časti. Malo by to dopadnúť takto:
Spôsob montáže, vaša predstavivosť. Namontoval som ovládač do priestoru pre batériu namiesto tretej batérie.
použité batérie VARTA 800mA/H
Použil som objektív z ukazovátka-baterky, ale môžete aj natívny z jednotky
len má kratšiu ohniskovú vzdialenosť, budete musieť dať ďalšiu pružinu, aby ste podopreli šošovku bližšie k laserovej dióde.
Pozor! LASEROVÉ ŽIARENIE JE PRE OČI MIMORIADNE NEBEZPEČNÉ!
NIKDY NEUKAŽUJTE ĽUDÍ A ZVIERATÁ ZO STRANY!
100% STRATA ZRAKU!
Tu je zariadenie, ktoré som dostal:
NEZAPÍNAJTE samotný LD bez radiátora, veľmi sa zahrieva a vyhorí. Pomocou rezistora R1 nastavte AKTUÁLNY odber laserovej diódy na 250-300mA (vhodné je dočasne dať 100k rezistor a namiesto laserovej diódy (aby nedošlo k spáleniu L.D.) pripojiť reťazec 4 diód KD105 v sérii)
S pozdravom T3012, aka KILOVOLT.">
Laserové ukazovátko - užitočná položka, ktorého účel závisí od výkonu. Ak nie je príliš veľký, lúč môže byť nasmerovaný na vzdialené predmety. V tomto prípade môže ukazovateľ hrať úlohu hračky a môže byť použitý na zábavu. Môže to mať aj praktické využitie, keď človeku pomôže ukázať na predmet, o ktorom hovorí. Pomocou improvizovaných predmetov si môžete vyrobiť laser vlastnými rukami.
Stručne o zariadení
Laser bol vynájdený ako výsledok testovania teoretických predpokladov vedcov zaoberajúcich sa kvantovou fyzikou, ktoré sa práve začali objavovať. Princíp laserového ukazovátka predpovedal Einstein na začiatku 20. storočia. Niet divu, že toto zariadenie sa tak nazýva - "ukazovateľ".
Na napaľovanie sa používajú výkonnejšie lasery. Ukazovateľ poskytuje príležitosť na realizáciu tvorivého potenciálu, dá sa s nimi napríklad vygravírovať krásny kvalitný vzor na drevo alebo plexisklo. Najvýkonnejšie lasery dokážu rezať kov, preto sa používajú pri stavebných a opravárenských prácach.
Princíp činnosti laserového ukazovátka
Podľa princípu činnosti je laser fotónový generátor. Podstatou javu, ktorý je jeho základom, je, že atóm je ovplyvnený energiou vo forme fotónu. Výsledkom je, že tento atóm vyžaruje ďalší fotón, ktorý sa pohybuje rovnakým smerom ako predchádzajúci. Tieto fotóny majú rovnakú fázu a polarizáciu. Samozrejme, vyžarované svetlo je v tomto prípade zosilnené. Takýto jav môže nastať len pri absencii termodynamickej rovnováhy. Na vytvorenie stimulovanej emisie aplikujte rôzne cesty: chemické, elektrické, plynové a iné.
Samotné slovo „laser“ nevzniklo od nuly. Vznikla ako výsledok redukcie slov opisujúcich podstatu procesu. V angličtine je úplný názov tohto procesu: „zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia“, čo sa do ruštiny prekladá ako „zosilnenie svetla stimulovanou emisiou“. Vedecky povedané, laserové ukazovátko je optický kvantový generátor.
Príprava na výrobu
Ako bolo uvedené vyššie, laser si môžete vyrobiť vlastnými rukami doma. Na tento účel pripravte nasledujúce nástroje, ako aj jednoduché položky, ktoré sú takmer vždy dostupné doma:
Tieto materiály stačia na to, aby ste urobili všetku prácu na výrobe jednoduchého aj výkonného lasera vlastnými rukami.
Vlastná montáž lasera
Budete musieť nájsť disk. Hlavná vec je, že jeho laserová dióda je v dobrom stave. Samozrejme, takýto predmet doma nemusí byť. V tomto prípade je možné ho zakúpiť od tých, ktorí ho majú. Ľudia často vyhadzujú optické mechaniky, aj keď ich laserová dióda stále funguje alebo ich predávajú.
Výber pohonu na výrobu laserového zariadenia, treba si dat pozor na spolocnost, v ktorej bol vydany. Hlavná vec je, že Samsung by nemal byť touto spoločnosťou: disky tohto výrobcu sú vybavené diódami, ktoré nie sú chránené pred vonkajšími vplyvmi. V dôsledku toho sú takéto diódy rýchlo kontaminované a vystavené tepelnému namáhaniu. Môžu sa poškodiť aj ľahkým dotykom.
Disky od LG sú najvhodnejšie na výrobu lasera: každý z ich modelov je vybavený výkonným kryštálom.
Je dôležité, aby jednotka, keď sa používa na určený účel, mohla nielen čítať, ale aj zapisovať informácie na disk. Záznamové tlačiarne majú infračervený žiarič potrebný na zostavenie laserového zariadenia.
Práca prebieha v nasledujúcich krokoch:
Hotové DIY laserové ukazovátko môže ľahko prerezať plastové vrecká a okamžite explodovať balóny. Ak nasmerujete toto domáce zariadenie na drevený povrch, potom ho lúč okamžite spáli. Pri používaní treba dávať pozor.
