A "lézer" kifejezés valójában a "fényerősítést stimulált sugárzás által" jelenti. Az első lézert, amely ezüstbevonatú rubinhengert használt rezonátorként, 1960-ban fejlesztették ki a kaliforniai Hughes Research Laboratories-ban. Manapság a lézereket sokféle célra használják, a méréstől a titkosított adatok leolvasásáig, és a költségvetéstől és a képességektől függően többféle módon lehet lézereket gyártani.
Lépés
Rész 1 /2: A lézerek működésének megértése
1. lépés. Adjon meg egy energiaforrást
A lézerek vagy "lézerek" úgy működnek, hogy az elektronokat bizonyos hullámhosszúságú fénykibocsátásra stimulálják. (A folyamatot először 1917 -ben javasolta Albert Einstein.) Ahhoz, hogy fényt bocsásson ki, az elektronoknak először energiát kell elnyelniük ahhoz, hogy magasabb pályára hajtsák őket, majd ezt az energiát fényként szabadítsák fel, amikor visszatérnek eredeti pályájukra. Ezt az energiaforrást „szivattyúnak” nevezik.
- A kisméretű lézerek, például a CD- és DVD -lejátszókban, valamint a lézermutatókban, elektromos áramkörrel áramoltatják a diódát, amely szivattyúként működik.
- A szén -dioxid lézert elektromos áram szivattyúzza, hogy stimulálja az elektronokat.
- Az excimer lézerek energiát nyernek a kémiai reakciókból.
- A kristályból vagy üvegből készült lézerek erős fényforrást használnak, például ívlámpát vagy vakut.
2. lépés. Csatornázza az energiát az erősítő közegen keresztül
Az erősítő közeg, vagy aktív lézer közeg, a stimulált elektronok hatására felerősíti a sugár által kibocsátott energiát. Az erősítő közeg a következők egyike lehet:
- Félvezetők olyan anyagokból, mint a gallium -arzenid, az alumínium -gallium -arzenid vagy az indium -gallium -arzenid.
- A rubin hengerszerű kristály, amelyet a Hughes Laboratories első lézerében használtak. Zafírt és gránátalmát, valamint optikai üvegszálakat is használtak. Az üveget és a kristályokat ritkaföldfém -ionokkal kezelik.
- Kerámiák, amelyeket ritkaföldfém -ionokkal is előkezelnek.
- Folyadékok, általában festékek, bár az infravörös lézereket gin és tonik erősítő közegként használják. A zselatinos desszertet (Jell-O) sikeresen használták erősítő közegként.
- Gázok, például szén-dioxid, nitrogén, higanygőz vagy hélium-neon keverék.
- Kémiai reakció.
- Elektron reflektor.
- Nukleáris anyag. Az első uránlézert 1960 novemberében hozták létre, hat hónappal az első rubinlézer létrehozása után.
3. lépés Állítsa be a tükröket a fénynek megfelelően
A tükör vagy rezonátor a lézerkamrában tartja a sugarat, amíg el nem éri a kisüléshez szükséges energiaszintet, akár az egyik tükörben lévő kis nyíláson, akár lencsén keresztül.
- A legegyszerűbb rezonátor -beállítás, a lineáris rezonátor két, egymással szemben elhelyezett tükröt használ a lézerkamrában. Ez a beállítás egyetlen fénysugarat eredményez.
- Egy bonyolultabb elrendezés, a gyűrűrezonátor három vagy több tükröt használ. Ez az elrendezés egyetlen fénysugarat hozhat létre optikai leválasztó segítségével, vagy kettős sugárzást.
4. lépés: Fókuszlencsével irányítsa a sugarat az erősítő közegre
A tükörrel együtt az objektív segít a fény fókuszálásában és irányításában, hogy az erősítő közeg a lehető legtöbb fényt kapja.
2/2. Rész: Lézerek készítése
Első módszer: Lézer készítése lézer eszközből
1. lépés. Keressen egy lézeres eszközöket árusító boltot
Elmehet egy elektromos boltba, vagy kereshet az interneten egy „lézeres eszközt”, „lézermodult” vagy „lézerdiódát”. A lézerberendezésnek tartalmaznia kell:
- vezérlő áramkör. (Ezt az alkatrészt néha más alkatrészektől külön is értékesítik.) Keressen egy vezérlőáramkört, amely lehetővé teszi az áramerősség szabályozását.
- Lézer diódák.
- Állítható lencse, üveg vagy műanyag. Általában a dióda és a lencse egy kis csőbe van csomagolva. (Ezek az alkatrészek néha külön kaphatók a vezérlő áramkörétől.)
2. lépés. Szerelje össze a vezérlő áramkört
Sok lézeres eszköz megköveteli, hogy saját vezérlőáramkört építsen. Az ilyen típusú készülékek tartalmaznak áramköri lapot és kapcsolódó alkatrészeket, és ezeket össze kell forrasztani a készülékhez mellékelt vázlat szerint. Vannak azonban olyan eszközök is, amelyek beépített vezérlőáramkörrel rendelkeznek.
- A vezérlő áramkört saját maga is megtervezheti, ha rendelkezik elektronikai szakértelemmel. Az LM317 vezérlő áramkör nagyszerű sablon a saját áramkör tervezéséhez. Ügyeljen arra, hogy ellenállás-kondenzátor áramkört használjon, hogy a keletkező energia ne sugározzon túlzott impulzusokat.
- A vezérlő áramkör felépítése után tesztelje azt egy fénykibocsátó diódához (LED) csatlakoztatva. Ha a LED nem világít azonnal, állítsa be a potenciométert. Ha a probléma továbbra is fennáll, ellenőrizze ismét az áramkört, és győződjön meg arról, hogy minden alkatrész megfelelően van csatlakoztatva.
3. lépés: Csatlakoztassa a vezérlő áramkört a diódához
Ha digitális multiméterrel rendelkezik, csatlakoztassa azt az áramkörhöz, hogy figyelje a dióda által fogadott áramot. A legtöbb dióda 30-250 milliamper (mA) tartományba képes befogadni, míg a 100-150 mA tartomány meglehetősen erős fénysugarat eredményez.
Bár a dióda erősebb sugárzása erősebb lézert eredményez, a sugár létrehozásához szükséges további áram gyorsabban ég és károsítja a diódát
4. lépés Csatlakoztassa az áramforrást (akkumulátort) a vezérlő áramköréhez
A diódának most fényesen kell világítania.
5. lépés Állítsa be a lencsét a lézersugár fókuszálásához
Ha ki szeretne emelni egy falat, állítsa be addig, amíg szép fényes folt nem jelenik meg.
Az objektív megfelelő beállítása után helyezzen egy gyufaszálat a lézerútba, és állítsa be a lencsét, amíg a gyufafej füstölni nem kezd. Megpróbálhatja léggömböket is felrobbantani, vagy lyukakat lyukasztani a papírba lézerrel
Második módszer: Lézerek készítése használt diódákból
1. lépés Szerezzen be egy használt DVD- vagy Blu-Ray-írót
Keressen olyan egységet, amelynek írási sebessége 16x vagy annál gyorsabb. Az egység dióda 150 milliwatt (mW) vagy nagyobb kimeneti teljesítménnyel rendelkezik.
- A DVD író vörös diódával rendelkezik, amelynek hullámhossza 650 nanométer (nm).
- A Blu-Ray író kék diódával rendelkezik, hullámhossza 405 nm.
- A DVD írónak képesnek kell lennie lemezek írására, bár nem kell sikeresnek lennie. (Más szóval, a diódának továbbra is működnie kell).
- Ne használjon DVD -olvasót, CD -írót vagy CD -olvasót a DVD -író helyett. A DVD -olvasók vörös diódákkal rendelkeznek, de nem olyan erősek, mint a DVD -írók. A CD író diódák meglehetősen erőteljesek, de az infravörös tartományban fényt bocsátanak ki, ezért nem látható sugarakat kell keresni.
2. lépés Vegye ki a diódát a DVD/Blu-Ray íróeszközből
Flip eszköz. Négy vagy több csavart el kell távolítani, mielőtt a készülék kinyitható és a dióda eltávolítható.
- A készülék kinyitása után egy pár fém keret lesz a helyükön csavarokkal. A keret tartalmazza a lézer alkatrészeket. A csavarok eltávolítása után eltávolíthatja a keretet és eltávolíthatja a lézer alkatrészeket.
- A diódák kisebbek, mint az érmék. A diódának három fém lába van, és fémes rétegbe burkolható, átlátszó védőablakkal vagy anélkül, vagy nyitható.
- A diódát le kell venni a lézer komponensről. A dolgok megkönnyítése érdekében először távolítsa el a hűtőbordát a lézer alkatrészről, mielőtt megpróbálja eltávolítani a diódát. Ha antisztatikus csuklópántja van, akkor viselje, amikor felveszi a diódát.
- Óvatosan bánjon a diódával, még óvatosabban, ha nyitott dióda. Készítsen elő antisztatikus tokot a diódák tárolására, amíg készen áll a lézer gyártására.
3. lépés Szerezzen fókuszáló lencsét
A dióda nyalábjának át kell haladnia a fókuszáló lencsén, hogy lézert állítson elő. Ezt az alábbi két módszer egyikével teheti meg:
- Fókuszként használjon nagyítót. Mozgassa a nagyítót, amíg meg nem találja a megfelelő helyet a lézersugár előállításához, és ezt minden alkalommal meg kell tenni, amikor használni szeretné a lézert.
- Szerezzen be egy lencsecső készletet kis teljesítményű lézerdiódával, például 5 mW-val, és cserélje ki a diódát egy DVD író diódájára.
4. lépés. Szerezzen be vagy építsen fel vezérlőáramkört
5. lépés Csatlakoztassa a diódát a vezérlő áramköréhez
Csatlakoztassa a dióda pozitív vezetékét a vezérlő áramkör pozitív vezetékéhez, a negatív vezetéket pedig a negatív vezetékhez. A diódacsapok elhelyezkedése attól függően változik, hogy DVD-író piros diódáját vagy Blu-Ray író kék diódáját használja.
- Tartsa a diódát úgy, hogy a lábai maga felé nézzenek, és forgassa el úgy, hogy a lábak alja jobbra mutató háromszöget képezzen. Mindkét diódán a felső láb a pozitív láb.
- A DVD -író piros diódáján a középső láb, amely a háromszög csúcsát képezi, a negatív láb.
- A Blu-Ray író kék diódáján az alsó láb a negatív láb.
6. lépés Csatlakoztassa az áramforrást a vezérlő áramköréhez
7. lépés Állítsa be a lencsét a lézersugár fókuszálásához
Tippek
- Minél kisebbre fókuszálja a lézersugarat, annál erősebb lesz a lézer, de csak ezen a gyújtótávolságon lesz hatékony. Ha 1 m távolságra fókuszál, akkor a lézer csak 1 m távolságban hatásos. Ha nem szeretné használni a lézert, szórja szét a lencse fókuszát, amíg a lézersugár körülbelül egy pingpong labda átmérőjű lesz.
- A lézerkészülék védelme érdekében tárolja egy edényben, például LED zseblámpában vagy elemtartóban, attól függően, hogy milyen kicsi a vezérlő áramköre.
Figyelem
- Ne világítsa a lézert a fényt visszaverő felületre. A lézerek fénysugarak, és ugyanúgy visszaverődhetnek, mint a fókuszálatlan sugarak, csak nagyobb következményekkel járnak.
- Mindig viseljen olyan szemüveget, amely a lézersugár hullámhosszára jellemző (ebben az esetben a lézerdióda hullámhosszára). A lézerszemüvegeket olyan színekben gyártják, amelyek kiegyensúlyozzák a lézersugár színét: zöld a 650 nm-es vörös lézerhez, piros-narancssárga a 405 nm-es kék lézerhez. Ne használjon hegesztősisakot, bordázott szemüveget vagy napszemüveget a lézeres szemüveg helyett.
- Ne nézzen a lézersugár forrásába, és ne világítsa be a lézert az emberek szemébe. A IIIb osztályú lézerek, az ebben a cikkben tárgyalt lézertípus, még lézeres szemüveg használata esetén is károsíthatják a szemet. A lézersugár válogatás nélküli ragyogása szintén törvénysértés.
