Riječ "laser" je kratica za "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 u različite svrhe, od mjerenja do čitanja kodiranih podataka, a postoji nekoliko načina za izradu lasera, ovisno o vašem proračunu i vještinama.
Koraci
1. dio od 2: Razumijevanje rada lasera
Korak 1. Omogućite izvor energije
Laseri djeluju ili "laserski" stimulirajući elektrone da emitiraju svjetlost određene valne duljine. (Ovaj je proces prvi put predložio Albert Einstein 1917.) Da bi elektroni emitirali svjetlost, oni prvo moraju apsorbirati energiju kako bi ih podigli na višu orbitu, a zatim tu energiju ispustiti kao svjetlost pri povratku na svoju izvornu orbitu. Ovi izvori energije poznati su kao "pumpe".
- Mali laseri, poput onih u CD i DVD playerima i laserskim pokazivačima, koriste elektroničke krugove za opskrbu dioda električnom strujom, koja služi kao pumpa.
- Laseri s ugljičnim dioksidom pumpaju se električnim pražnjenjem kako bi pobudili svoje elektrone.
- Ekscimerni laseri svoju energiju dobivaju kemijskim reakcijama.
- Laseri izgrađeni oko kristala ili čaša koriste jake izvore svjetlosti poput lučnih ili bljeskalica.
Korak 2. Kanalizirajte energiju kroz pojačani medij
Medij pojačanja ili aktivni laserski medij pojačava snagu svjetlosti koju ispuštaju stimulirani elektroni. Pojačani mediji mogu biti bilo koja od sljedećih stavki:
- Poluvodiči izrađeni od materijala poput galijevog arsenida, aluminijskog galijevog arsenida ili indijskog galijevog arsenida.
- Kristali poput cilindra od rubina koji se koristi u laseru Hughes Laboratories. Također su korišteni safir i granat, kao i vlakna od optičkog stakla. Ova stakla i kristali tretirani su ionima rijetkih zemljanih elemenata
- Keramika, koja je također obrađena ionima rijetkih zemalja.
- Tekućine, obično boje, iako je infracrveni laser proizveden korištenjem gina i tonika kao medija za pojačanje. Želatinski desert (Jell-O) također se uspješno koristi kao medij za dobivanje.
- Plinovi, poput ugljičnog dioksida, dušika, živine pare ili mješavine helija i neona.
- Kemijske reakcije.
- Elektronski zraci.
- Nuklearni materijali. Uranski laser prvi je put proizveden u studenom 1960., šest mjeseci nakon prvog rubinskog lasera.
Korak 3. Postavite ogledala da sadrže svjetlo
Ta zrcala ili rezonatori drže svjetlo unutar laserske komore sve dok se ne izgradi do željene razine energije za oslobađanje, bilo kroz mali otvor u jednom od ogledala ili kroz leću.
- Najjednostavniji postav rezonatora, linearni rezonator, koristi dva ogledala postavljena na suprotnim stranama laserske komore. Proizvodi jedan izlazni snop.
- Kompliciranije postavljanje, prstenasti rezonator, koristi tri ili više ogledala. Može stvoriti jedan snop, uz pomoć optičkog izolatora, ili više snopa.
Korak 4. Pomoću leće za fokusiranje usmjerite svjetlo kroz pojačani medij
Uz ogledala, leća pomaže koncentrirati i usmjeriti svjetlost tako da medij pojačanja prima što je više moguće.
Dio 2 od 2: Izgradnja lasera
Prva metoda: Izrada lasera iz kompleta
Korak 1. Pronađite prodavača
Možete otići u trgovinu elektronike ili na internetu potražiti "laserski komplet", "laserski modul" ili "laserska dioda". Vaš laserski pribor trebao bi sadržavati sljedeće:
- Krug upravljačkog programa. (Ovo se ponekad prodaje odvojeno od ostalih komponenti.) Potražite upravljački krug koji vam omogućuje podešavanje struje.
- Laserska dioda.
- Podesiva leća od stakla ili plastike. Obično su dioda i leća pakirane zajedno u malu cijev. (Ove se komponente ponekad prodaju zasebno od upravljačkog kruga.)
Korak 2. Sastavite upravljački krug
Mnogi laserski setovi zahtijevaju sastavljanje upravljačkog kruga. Ovi setovi uključuju pločicu i povezane dijelove te zahtijevaju da je lemite zajedno, prema priloženoj shemi. Drugi kompleti mogu imati sklop već sastavljen.
- Također možete dizajnirati vlastiti krug upravljačkih programa, ako za to imate znanje elektronike. Krug upravljačkog programa LM317 pruža dobar predložak za dizajniranje vlastitog. Svakako upotrijebite krug otpornika-kondenzatora (RC) kako biste zaštitili izlaznu snagu od skokova.
- Nakon što sastavite upravljački krug, možete ga testirati povezivanjem na diodu koja emitira svjetlost (LED). Ako LED ne svijetli odmah, podesite potenciometar. Ako to ne riješi problem, ponovno provjerite krug da biste provjerili je li sve ispravno povezano.
Korak 3. Spojite upravljački krug na diodu
Ako imate digitalni multimetar, možete ga spojiti u krug za nadzor struje koju dioda prima. Većina dioda može prihvatiti raspon od 30 do 250 miliampera (mA), dok će raspon od 100 do 150 mA proizvesti dovoljno snažan snop.
Dok će snažniji snop diode proizvoditi snažniji snop, dodatna struja potrebna za generiranje tog snopa brže će izgorjeti diodu
Korak 4. Priključite izvor napajanja (bateriju) u upravljački krug
Dioda bi sada trebala jako svijetliti.
Korak 5. Podesite leću tako da fokusira laserski snop
Ako ciljate na zid, namještajte dok se ne pojavi lijepa, svijetla točka.
Nakon što ste do sada namjestili leću, postavite šibicu u skladu sa zrakom i namjestite leću sve dok ne vidite da glava šibice počinje dimiti. Također možete pokušati ispucati balone ili zapaliti rupe na papiru
Druga metoda: Izgradnja lasera s pronađenom diodom
Korak 1. Nabavite stari DVD ili Blu-Ray pisač
Potražite jedinicu sa brzinom pisanja 16x ili većom. Ove jedinice imaju diode izlazne snage 150 milivata (mW) ili bolje.
- DVD pisač ima crvenu diodu valne duljine 650 nanometara (nm).
- Blu-Ray pisac ima plavu diodu valne duljine 405 nm.
- DVD snimač mora biti dovoljno funkcionalan za pisanje diskova, iako ne nužno uspješno. (Drugim riječima, njegova dioda mora biti funkcionalna.)
- Nemojte zamjenjivati DVD čitač, CD pisač ili čitač CD -a DVD snimačem. DVD čitač ima crvenu diodu, ali nije tako snažan kao DVD pisač. Dioda pisača CD -a dovoljno je snažna, ali emitira svjetlost u infracrvenom području, pa vas dovodi u iskušenje da potražite snop koji ne vidite.
Korak 2. Izvadite diodu iz nje
Okrenite pogon. Vidjet ćete četiri ili više vijaka koje ćete morati odvrnuti prije nego što odvojite pogon i uberete diodu.
- Nakon što odvojite pogon, vidjet ćete par metalnih tračnica pričvršćenih vijcima. Oni podržavaju laserski sklop. Kad odvrnete tračnice, možete ih ukloniti i izvaditi sklop lasera.
- Dioda će biti manja od penija. Ima tri metalne igle i može biti zatvorena u metalnu jaknu, sa ili bez zaštitnog prozirnog prozora, ili može biti izložena.
- Morat ćete izvući diodu iz laserskog sklopa. Možda će vam biti lakše ukloniti hladnjak iz sklopa prije nego što pokušate izvaditi diodu. Ako imate antistatički narukvicu, upotrijebite je za uklanjanje diode.
- Pažljivo rukujte diodom, ako je dioda izložena. Možda ćete htjeti imati antistatički spremnik u koji ćete staviti diodu dok ne sastavite svoj laser.
Korak 3. Uzmite leću za fokusiranje
Morat ćete proći diodnu zraku kroz fokusnu leću da biste je koristili kao laser. To možete učiniti na jedan od dva načina:
- Koristite povećalo kao fokus. Morat ćete pomaknuti staklo kako biste pronašli pravo mjesto za stvaranje laserskog snopa, a to ćete morati učiniti svaki put kada koristite laser.
- Nabavite lasersku diodu male snage, poput 5 mW, sklop cijevi leće i zamijenite diodu za montažu DVD diode za pisanje.
Korak 4. Nabavite ili sastavite upravljački krug
Korak 5. Spojite diodu na upravljački krug
Priključujete pozitivni pin na pozitivni vod iz upravljačkog kruga, a negativni pin na negativni vod. Položaj pina razlikuje se ovisno o tome radite li s crvenom DVD diodom za pisanje ili plavom diodom za pisanje Blu-Ray.
- Držite diodu tako da igle budu okrenute prema vama, zakrenite tako da glave igle čine trokut koji pokazuje desno. Na obje diode, pin na vrhu je pozitivan pin.
- Na crvenoj DVD diodi za pisanje, središnji pin, koji čini vrh trokuta, je negativni pin.
- Na plavoj diodi pisača Blu-Ray donji pin je negativni pin.
Korak 6. Spojite izvor napajanja na upravljački krug
Korak 7. Podesite leću tako da fokusira laserski zrak
Savjeti
- Što manje koncentrirate laserski snop, on će biti snažniji, ali bit će učinkovit samo na udaljenosti na koju ga fokusirate. Ako snop usmjerite na udaljenost od 1 m, bit će učinkovit samo na 1 m. Kada ne koristite laser, odmaglite fokus leće sve dok zraka koju proizvede bude približno promjera loptice za stolni tenis.
- Kako biste zaštitili svoj sklopljeni laser, htjet ćete ga držati u nekoj vrsti kućišta, poput LED svjetiljke ili držača baterije, ovisno o tome koliko je mali krug vašeg upravljačkog programa.
Upozorenja
- Nemojte zračiti laserom na reflektirajuću površinu. Laser je snop svjetlosti i može se reflektirati isto kao i nefokusirani snop svjetlosti, samo s većim posljedicama.
- Uvijek nosite naočale određene valnom duljinom snopa lasera s kojim radite (u ovom slučaju valnu duljinu laserske diode). Laserske naočale su u komplementarnoj boji snopa: zelena za crveni laser od 650 nm, narančasto-crvena za plavi laser od 405 nm. Ne zamjenjujte masku za zavarivanje, dimljeno staklo ili sunčane naočale laserskim naočalama.
- Ne gledajte u laserski zrak niti ga svjetlucajte u tuđe oči. Laseri klase IIIb, vrsta lasera opisana u ovom članku, mogu oštetiti oko, čak i kada nosite laserske naočale. Također je nezakonito usmjeravanje lasera ove vrste neselektivno.
