Régóta használják az orvostudományban, nagy pontosságú műszerek gyártásában, laboratóriumi létesítményekben stb. Az optikai tartományban lévő koherens elektromágneses sugárzás keskeny nyalábja régóta vonzza a kutatókat a bolygó minden részéről. A lézer tulajdonságait alaposan tanulmányozták, és a közelmúltban alkalmazzák a nemzetgazdaságban és a termelésben. Valószínűleg mindenki nagy pontosságú irányzékokat vagy jól ismert mutatókat látott a munkában. Az ilyen eszközök ereje kicsi, de ez elég ahhoz, hogy bemutassa
lehetőségeket. A gyártástechnológia fejlődésével ma már iparilag is készülnek kisméretű, kellően nagy teljesítményű nyaláb leadására képes elemek. Kétségtelenül megtalálják a helyüket az elektronikában. Ezek alapján nagyon is lehet házilag készíteni egy olyan lézert, amely a mindennapi életben is használható, például kis méretű szintmérőként.
A házilag készített lézer elkészítéséhez nem kell drága kristályt keresni, pumpáló berendezést tervezni, reflektort szerelni stb. Még a sugár korrekciójához használt speciális optikai lencsét sem kell beállítani. Jelenleg a lézerdiódák gyártásának technológiája meglehetősen fejlett.
Egy ilyen eszköz akár 8 watt állandó sugárzási teljesítménnyel is működhet, ami elég hosszú sugár eléréséhez. Közelről egy ilyen eszköz átég egy papírlapot. Egy ilyen házi készítésű lézer összeállításához mindössze egy tokot kell felvenni és az áramforrást megszervezni. Azt is szem előtt kell tartani, hogy bekapcsoláskor egy ilyen eszköz megfelelő áramot fogyaszt, és a szokásos akkumulátorokat hamarosan ki kell cserélni. Mivel a legjobb használni Egy ilyen eszköz rendeltetésétől függően, tekintse meg a katalógusokat, és válassza ki az Önnek legmegfelelőbb áramfelvételi és sugárzási teljesítmény paraméterek szerinti diódát.
Széles körben használják elektronikus eszközök széles körében. Ezt az eszközt teljesen le lehet szerelni egy régi lézeres "vágóról" DVD-lemezekhez, és házi lézert készíteni belőle. Nagyon alkalmas ennek az eszköznek a képességeinek bemutatására.
Jelenleg akár 150 watt optikai csúcsteljesítménnyel is elérhető. Tartsa szem előtt a biztonságot, amikor ezekkel a tárgyakkal dolgozik.
Ha egy nagy teljesítményű, olvadó anyagok feldolgozására alkalmas eszközt szeretne összeállítani, akkor ezt az eszközt saját kezűleg is összeállíthatja a nyilvánosan megtalálható rajzok alapján.
Amint látja, nagyon is lehetséges házi lézereket készíteni anélkül, hogy drága és szűkös anyagokat kellene keresni. Az összeszerelés és a kalibrálás nem sok időt vesz igénybe.
A gyártott lézerdiódák választéka folyamatosan bővül. Kimenő optikai teljesítményük megnő. A soron belüli gyártás költségük fokozatos csökkenéséhez vezet.
Az ember számos technikai találmányt tanult meg a természeti jelenségek megfigyelésével, elemzésével és a megszerzett tudásnak a környező valóságban való alkalmazásával. Így az ember képes volt tüzet gyújtani, kereket alkotott, megtanult villamos energiát termelni, irányítani egy nukleáris reakciót.
Ezekkel a találmányokkal ellentétben a lézernek nincsenek analógjai a természetben. Megjelenése kizárólag a feltörekvő kvantumfizika keretein belüli elméleti feltevésekhez kapcsolódott. A lézer alapját képező elv létezését a 20. század elején a legnagyobb tudós, Albert Einstein jósolta meg.
A „lézer” szó a fizikai folyamat lényegét leíró öt szó első betűkre való redukálása eredményeként jelent meg. Az orosz változatban ezt a folyamatot "a fény felerősítésének stimulált emisszió segítségével" nevezik.
Működési elve szerint a lézer fotonok kvantumgenerátora. A mögöttes jelenség lényege, hogy egy atom foton formájában energia hatására egy másik fotont bocsát ki, amely mozgásirányában, fázisában és polarizációjában megegyezik az elsővel. Ennek eredményeként a kibocsátott fény felerősödik.
Ez a jelenség termodinamikai egyensúlyi körülmények között lehetetlen. Különféle módszereket alkalmaznak az indukált sugárzás létrehozására: elektromos, vegyi, gáz és mások. Otthoni lézerek (lézer lemezmeghajtók, lézernyomtatók) használat félvezető módszer sugárzás stimulálása elektromos áram hatására.
A működés elve abból áll, hogy a légáram a fűtőelemen keresztül a hőlégpisztoly csövébe jut, és a beállított hőmérséklet elérése után speciális fúvókákon keresztül belép a forrasztandó részbe.
Meghibásodás esetén a hegesztő inverter kézzel megjavítható. Olvashat javítási tippeket.
Ezenkívül minden teljes értékű lézer szükséges alkatrésze optikai rezonátor, melynek feladata, hogy többszörösen visszaverve felerősítse a fénynyalábot. Erre a célra a lézeres rendszerekben tükröket használnak.
Azt kell mondani, hogy igazi nagy teljesítményű lézer létrehozása saját kezűleg otthon irreális. Ehhez speciális ismeretek, összetett számítások elvégzése, jó anyagi és műszaki bázis szükséges.
Például a fémet vágni képes lézergépek rendkívül forróak, és rendkívüli hűtést igényelnek, beleértve a folyékony nitrogén használatát. Ráadásul a kvantumelven működő eszközök rendkívül szeszélyesek, a legfinomabb hangolást igénylik, és a legkisebb eltérést sem tűrik el a szükséges paraméterektől.
A lézeráramkör saját kezű összeállításához szüksége lesz:
A szükséges alkatrészek csatlakoztatásához. Ezenkívül csavarhúzóra és csipeszre lesz szüksége.
Az egyszerű lézer összeszerelésének folyamata a következő lépésekből áll.
Egyáltalán nem nehéz megtenni. A különbség a kapcsolatok számában van. Az átmenő kapcsolóban az egyszerűtől eltérően három érintkező van kettő helyett.
Ily módon a legegyszerűbb lézer szerelhető össze. Mit tud egy ilyen kézműves "fényerősítő":
Az ilyen lézer veszélyes: nem égeti meg a bőrt vagy a ruhát, de károsíthatja a szemet.
Ezért az ilyen eszközt óvatosan kell használni: ne vigye fényvisszaverő felületekre (tükrök, szemüvegek, reflektorok), és általában legyen nagyon óvatos - a sugár akár egy távolságból is a szemébe ütközhet. száz méter.
Sok rádióamatőr életében legalább egyszer szeretett volna lézert készíteni saját kezűleg. Egykor azt hitték, hogy csak tudományos laboratóriumokban lehet begyűjteni. Igen, ez igaz, ha hatalmas lézeres telepítésekről beszélünk. Összeszerelhet azonban egy egyszerűbb lézert is, ami szintén elég erős lesz. Az ötlet nagyon bonyolultnak tűnik, de valójában minden egyáltalán nem nehéz. Videós cikkünkben arról fogunk beszélni, hogyan építheti meg saját lézerét otthon.
DIY lézer áramkör
Nagyon fontos az alapvető biztonsági szabályok betartása. Először is, a készülék működésének ellenőrzésekor, vagy amikor az már teljesen össze van szerelve, semmi esetre se irányítsa a szemébe, más emberekre vagy állatokra. A lézer olyan erős lesz, hogy képes meggyújtani egy gyufát vagy akár egy papírlapot is. Másodszor, kövesse sémánkat, és akkor készüléke hosszú ideig és kiváló minőségben fog működni. Harmadszor, ne engedje, hogy gyerekek játsszanak vele. Végül pedig az összeszerelt készüléket biztonságos helyen tárolja.
A lézer otthoni összeszereléséhez nincs szükség túl sok időre és alkatrészekre. Tehát először egy DVD-RW meghajtóra van szüksége. Lehet működő és nem működő is. Nem lényeges. De nagyon fontos, hogy ez egy felvevő eszköz, és ne egy hagyományos lemezmeghajtó. A meghajtó írási sebességének 16-szorosnak kell lennie. Lehetséges még magasabban is. Ezután meg kell találnia egy objektív modult, amelynek köszönhetően a lézer egy pontra fókuszálható. Egy régi kínai mutató alkalmas lehet erre. A legjobb, ha egy szükségtelen acéllámpást használ a jövő lézerének testeként. A "töltelék" vezetékek, akkumulátorok, ellenállások és kondenzátorok lesznek. Ne felejtse el elkészíteni a forrasztópákát - az összeszerelés lehetetlen lesz nélküle. Most nézzük meg, hogyan lehet összeállítani egy lézert a fent leírt alkatrészekből.
Az első lépés a DVD-meghajtó szétszerelése. A kábel leválasztásával el kell távolítania az optikai részt a meghajtóból. Ezután látni fog egy lézerdiódát - óvatosan el kell távolítani a tokból. Ne feledje, hogy a lézerdióda rendkívül érzékeny a hőmérséklet-változásokra, különösen a hidegre. Amíg nem telepíti a diódát a jövőbeli lézerbe, a legjobb, ha a dióda vezetékeit vékony huzallal visszatekerjük.
A lézerdiódáknak leggyakrabban három terminálja van. A középső mínuszt ad. És az egyik szélsőséges - plusz. Vegyen két ujjelemet, és csatlakoztassa a házból eltávolított diódához egy 5 ohmos ellenállással. Ahhoz, hogy a lézer világítson, az akkumulátor mínuszát a dióda középső kivezetéséhez kell csatlakoztatni, a pluszt pedig az egyik szélsőhöz. Most összeállíthatja a lézersugárzó áramkört. A lézert egyébként nem csak elemről, hanem akkumulátorról is táplálhatja. Ez mindenki dolga.
Annak érdekében, hogy a készülék bekapcsoláskor egy pontra összeálljon, használhat egy régi kínai mutatót, és a mutatóból származó lézert az Ön által összeállított lézerre cserélheti. Az egész szerkezet szépen bepakolható a tokba. Így szebb lesz és tovább tart. Egy szükségtelen acéllámpa testként szolgálhat. De az is lehet, hogy szinte bármilyen kapacitású. Nem csak azért választunk zseblámpát, mert tartósabb, hanem azért is, mert a lézere sokkal reprezentatívabb lesz benne.
Így Ön is látta, hogy egy kellően erős lézer otthoni összeállításához nincs szükség sem mély tudományos ismeretekre, sem megfizethetetlenül drága berendezésekre. Most már maga is összeállíthatja a lézert, és rendeltetésszerűen használhatja.
A „lézer” vagy „lézer” szó a „fényerősítés stimulált sugárzáskibocsátással” rövidítése. Oroszul: - „fény erősítése stimulált emisszióval”, vagy optikai kvantumgenerátor. Az első lézert, amely ezüstbevonatú rubinhengert használt rezonátorként, 1960-ban fejlesztette ki a kaliforniai Hughes Research Laboratories. .Ma a lézereket sokféle célra használják, a különféle mennyiségek mérésétől a kódolt adatok leolvasásáig. Költségkeretétől és képességeitől függően többféleképpen is készíthet lézert.
1. rész
A lézer működésének megértéseA lézer működéséhez áramforrásra van szüksége. A lézerek úgy működnek, hogy a lézer aktív közegének elektronjait külső energiaforrással gerjesztik, és bizonyos hullámhosszú fény kibocsátására serkentik. Ezt az eljárást először 1917-ben Albert Einstein javasolta. Ahhoz, hogy az elektronok (a lézer aktív közegének atomjaiban) fényt bocsáthassanak ki, először magasabb pályára lépve energiát kell elnyelniük, majd ezt az energiát fényrészecske formájában kell leadniuk, amikor visszatérnek a lézerre. eredeti pálya. Az energia lézeres aktív közegbe való bejuttatásának ezt a módját „pumpálásnak” nevezik.
Az energia csatornája aktív (erősítő) közegen keresztül. Az erősítő közeg vagy az aktív lézerközeg növeli a fény intenzitását az elektronok által kibocsátott indukált (kényszerített) emisszió miatt. Az erősítő közeg az alábbiakban felsorolt bármely szerkezet vagy anyag lehet:
Tükrök felszerelése a fény megtartásához a lézer belsejében. A tükrök vagy rezonátorok a fényt a lézer munkakamrájában tartják mindaddig, amíg a kívánt energiaszint felhalmozódik, és az egyik tükörben lévő kis lyukon vagy egy lencsén keresztül kibocsátható.
Fókuszáló lencse használata a fény erősítő közegen keresztül történő irányítására. A tükrök mellett a lencse segít koncentrálni és a fényt úgy irányítani, hogy az erősítő közeg minél több fényt kapjon.
2. rész
A lézer felépítéseVásárlás. Vásárolhat egy elektronikai boltban, vagy vásárolhat online "lézerkészletet", "lézerkészletet", "lézermodult" vagy "lézerdiódát". A lézerkészletnek a következőket kell tartalmaznia:
A meghajtó áramkör összeszerelése. Sok lézerkészletet összeszerelt meghajtóval együtt értékesítenek. Ezek a készletek tartalmazzák a PCB-t és a kapcsolódó alkatrészeket, amelyeket a mellékelt ábra szerint kell forrasztania. Egyes készleteknél előfordulhat, hogy az illesztőprogram össze van szerelve.
Csatlakoztassa a vezérlőegységet a lézerdiódához. Ha van digitális multimétere, beépítheti egy dióda áramkörbe, hogy figyelje az áramerősséget. A legtöbb lézerdióda árama 30-250 milliamper (mA) tartományba esik. A 100 és 150 mA közötti áramtartomány meglehetősen erős sugarat ad.
Csatlakoztassa a tápegységet vagy az akkumulátort a meghajtó áramkörhöz. A lézerdiódának erősen világítania kell.
Forgassa el az objektívet a lézersugár fókuszálásához. Irányítsa a falra, és fókuszáljon addig, amíg egy szép, fényes pont meg nem jelenik.
Vegyen egy régi DVD- vagy Blu-ray-írót vagy meghajtót. Válasszon 16-szoros vagy gyorsabb írási sebességű eszközöket. Ezek az eszközök lézerdiódákkal rendelkeznek, amelyek kimeneti teljesítménye legalább 150 mW.
A lézerdióda eltávolítása a meghajtóból. Fordítsa fejjel lefelé a meghajtót. Látni fogja a csavarokat, amelyeket el kell távolítani, mielőtt szétválaszthatja a meghajtó mechanizmust és kihúzhatja a diódát.
Készítse elő a fókuszáló lencsét. A dióda sugarát egy fókuszáló lencsén kell átengednie, hogy lézerként használhassa. Ezt kétféleképpen teheti meg:
Nem titok, hogy gyermekkorunkban mindannyian szeretett volna egy olyan eszközt, mint egy lézergép, amely képes fémtömítéseket vágni és átégetni a falakat. A modern világban ez az álom könnyen valósággá válik, hiszen ma már lehet lézert építeni, amellyel különféle anyagokat vághatunk.
Természetesen otthon lehetetlen olyan erős lézergépet készíteni, amely átvágja a vasat vagy a fát. De házi készítésű eszközzel vághat papírt, műanyag tömítést vagy vékony műanyagot.
Lézeres készülékkel különféle mintákat égethet rétegelt lemezre vagy fára. Használható háttérvilágításként távoli területeken található objektumok számára. Alkalmazási köre egyszerre lehet szórakoztató és hasznos az építő- és szerelési munkák során, nem beszélve a fa- vagy plexigravírozás területén a kreatív potenciál kiaknázásáról.
Szerszámok és tartozékok, amelyekre szükség lesz a lézer saját kezű készítéséhez:
1. ábra A lézer LED diagramja.
Ezek az anyagok elegendőek lesznek a következő munkához.
Tehát egy lézeres eszközhöz mindenekelőtt egy mechanikai hibás DVD-RW meghajtót kell választani, mivel az optikai diódáknak jó állapotban kell lenniük. Ha nincs kopott meghajtója, olyanoktól kell megvásárolnia, akik alkatrészként árulják.
Vásárláskor ne feledje, hogy a Samsung gyártó meghajtóinak többsége nem alkalmas vágólézer gyártására. Az a tény, hogy ez a cég olyan diódákkal ellátott DVD-meghajtókat gyárt, amelyek nem védettek a külső hatásoktól. A speciális ház hiánya azt jelenti, hogy a lézerdióda hőterhelésnek és szennyeződésnek van kitéve. A kéz enyhe érintésével megsérülhet.
2. ábra Lézer DVD-RW meghajtóról.
A lézerhez a legjobb megoldás az LG gyártó meghajtója. Minden modell különböző teljesítményű kristállyal van felszerelve. Ezt a számot a kétrétegű DVD-k írási sebessége határozza meg. Rendkívül fontos, hogy a meghajtó rögzítő meghajtó legyen, mivel infravörös sugárzót tartalmaz, ami a lézer készítéséhez szükséges. A szokásos nem fog működni, mivel csak információk olvasására szolgál.
A 16X DVD-RW 180-200mW-os vörös kristállyal van felszerelve. A 20X sebességű meghajtó 250-270 mW-os diódát tartalmaz. A 22X típusú nagysebességű felvevők lézeroptikával vannak felszerelve, amelyek teljesítménye akár 300 mW.
Vissza az indexhez
Ezt a folyamatot nagy körültekintéssel kell elvégezni, mert a belső részek törékenyek és könnyen sérülhetnek. A ház szétszerelése után azonnal észreveszi a szükséges részletet, úgy néz ki, mint egy kis üvegdarab, amely a mozgatható kocsi belsejében található. A talpát el kell távolítani, ez az 1. ábrán látható. Ez az elem egy optikai lencsét és két diódát tartalmaz.
Ebben a szakaszban azonnal figyelmeztetni kell, hogy a lézersugár rendkívül veszélyes az emberi látásra.
A lencsét érő közvetlen találat károsítja az idegvégződéseket, és az ember vak maradhat.
A lézersugár már 100 m távolságban is vakító tulajdonsággal rendelkezik, ezért fontos, hogy figyeljen, hová irányítja. Ne feledje, hogy Ön felelős mások egészségéért, amíg egy ilyen eszköz a kezében van!
3. ábra LM-317 chip.
A munka megkezdése előtt tudnia kell, hogy a lézerdióda nem csak a gondatlan kezelés, hanem a feszültségesések miatt is megsérülhet. Ez pillanatok alatt megtörténhet, ezért a diódák állandó áramforrásról működnek. Amikor a feszültség emelkedik, a készülékben lévő LED túllépi a fényerő normáját, aminek következtében a rezonátor tönkremegy. Így a dióda elveszíti felmelegedési képességét, közönséges zseblámpává válik.
A kristályt a körülötte lévő hőmérséklet is befolyásolja, ha leesik, a lézer teljesítménye állandó feszültség mellett nő. Ha ez meghaladja a szabványos normát, a rezonátor hasonló elv szerint megsemmisül. Ritkábban előfordul, hogy a diódát a hirtelen változások okozzák, amelyeket a készülék gyakori, rövid időn belüli be- és kikapcsolása okoz.
A kristály eltávolítása után azonnal be kell kötni a végeit csupasz huzalokkal. Ez szükséges a feszültségkimenetek közötti kapcsolat létrehozásához. Ezekhez a kimenetekhez egy kis, 0,1 uF-os negatív polaritású és 100 uF-os pozitív polaritású kondenzátort kell forrasztani. Az eljárás után eltávolíthatja a feltekercselt vezetékeket. Ez segít megvédeni a lézerdiódát a tranziensekkel és a statikus elektromossággal szemben.
Vissza az indexhez
Mielőtt a diódához akkumulátort készítenénk, figyelembe kell venni, hogy 3V-ról kell táplálni, és a felvevő eszköz sebességétől függően akár 200-400 mA-t is fogyaszt. Kerülni kell a kristály közvetlen csatlakoztatását az elemekhez, mivel ez nem egy egyszerű lámpa. Még a közönséges akkumulátorok hatására is megromolhat. A lézerdióda egy független elem, amelyet egy szabályozó ellenálláson keresztül árammal látnak el.
Az áramellátó rendszer háromféleképpen állítható be, különböző bonyolultsági fokokkal. Mindegyik állandó feszültségforrásról (akkumulátorról) való újratöltést foglal magában.
Az első módszer magában foglalja az elektromosság szabályozását ellenállással. A készülék belső ellenállását a diódán való áthaladás során fellépő feszültség érzékelésével mérjük. A 16X írási sebességű meghajtókhoz 200 mA elegendő. Ennek a mutatónak a növekedésével fennáll a kristály tönkretételének lehetősége, ezért ragaszkodnia kell a 300 mA maximális értékhez. Áramforrásként telefonelem vagy AAA típusú elemek használata javasolt.
Ennek az energiaellátó rendszernek az előnyei az egyszerűség és a megbízhatóság. A hiányosságok között megemlíthető az akkumulátor telefonról történő rendszeres újratöltése okozta kényelmetlenség és az akkumulátorok készülékbe helyezésének nehézsége. Ezenkívül nehéz meghatározni a megfelelő pillanatot a tápegység újratöltéséhez.
4. ábra LM-2621 chip.
Ha három AA elemet használ, akkor ez az áramkör könnyen beszerelhető egy kínai gyártmányú lézermutatóba. A kész kialakítást a 2. ábra mutatja, két soros 1 ohmos ellenállás és két kondenzátor.
A második módszerhez az LM-317 chipet használjuk. Az áramellátó rendszer elrendezésének ez a módja az előzőnél jóval bonyolultabb, inkább helyhez kötött lézerrendszerekhez alkalmas. A rendszer egy speciális meghajtó gyártásán alapul, amely egy kis tábla. Úgy tervezték, hogy korlátozza az elektromos áramot és megteremtse a szükséges teljesítményt.
Az LM-317 chip csatlakoztatásának áramkörét a 3. ábra mutatja. Olyan elemekre lesz szükség, mint egy 100 ohmos változtatható ellenállás, 2 db 10 ohmos ellenállás, egy 1H4001 sorozatú dióda és egy 100 mikrofarad kondenzátor.
Az ezen az áramkörön alapuló meghajtó az áramforrástól és a környezeti hőmérséklettől függetlenül fenntartja az elektromos energiát (7 V). Az eszköz összetettsége ellenére ezt az áramkört tartják a legkönnyebben otthon összeszerelhetőnek.
A harmadik módszer a leginkább hordozható, így az összes közül az előnyben részesített módszer. Két AAA elemről szolgáltat áramot, állandó szinten tartva a lézerdiódára adott feszültséget. A rendszer akkor is megtartja az áramot, ha az elemek lemerültek.
Amikor az akkumulátor teljesen lemerült, az áramkör működése megszűnik, és egy kis feszültség megy át a diódán, amelyet a lézersugár gyenge fénye jellemez. Ez a fajta tápegység a leggazdaságosabb, 90%-os hatásfokkal.
Egy ilyen energiarendszer megvalósításához LM-2621 chipre lesz szüksége, amely 3 × 3 mm-es csomagban van elhelyezve. Ezért bizonyos nehézségekbe ütközhet az alkatrészek forrasztása során. A tábla végső mérete az Ön ügyességétől és ügyességétől függ, hiszen akár egy 2 × 2 cm-es táblán is elhelyezhetők a részletek.A kész tábla a 4. ábrán látható.
Az induktor egy asztali számítógép hagyományos tápegységéről vehető. Egy 0,5 mm keresztmetszetű huzal van rátekerve, legfeljebb 15 fordulattal, az ábra szerint. A fojtószelep átmérője belülről 2,5 mm lesz.
Bármilyen 3 A értékű Schottky dióda megfelelő az alaplaphoz, például 1N5821, SB360, SR360 és MBRS340T3. A dióda tápellátását az ellenállás szabályozza. A hangolás során ajánlatos 100 ohmos változtatható ellenállással csatlakoztatni. A működőképesség ellenőrzése során a legjobb, ha elhasználódott vagy nem kívánt lézerdiódát használ. Az aktuális teljesítményjelző ugyanaz marad, mint az előző diagramon.
A legmegfelelőbb módszer kiválasztása után frissítheti azt, ha rendelkezik az ehhez szükséges készségekkel. A lézerdiódát miniatűr hűtőbordára kell helyezni, hogy ne melegedjen túl a feszültség emelkedésekor. Az elektromos rendszer összeszerelésének befejezése után gondoskodnia kell az optikai üveg felszereléséről.
