Au fost de multă vreme folosite în medicină, la fabricarea instrumentelor de înaltă precizie, în laboratoare etc. Un fascicul îngust de coerent radiatie electromagnetica Gama optică a atras mult timp cercetători din întreaga planetă. Proprietățile laserului sunt bine studiate și au fost utilizate recent în economie nationalași în producție. Probabil, toată lumea a văzut în lucrare obiective de înaltă precizie sau indicatoare binecunoscute. Puterea unor astfel de dispozitive este mică, dar este suficientă pentru a le demonstra
oportunități. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de producție în prezent mod industrial sunt produse elemente de dimensiuni mici care sunt capabile să emită un fascicul de putere suficient de mare. Fără îndoială că își vor găsi locul în electronică. Pe baza acestora, este foarte posibil să se realizeze un laser de casă care să poată fi folosit în viața de zi cu zi, de exemplu, ca un indicator de nivel de dimensiuni mici.
Pentru a realiza un laser de casă, nu este nevoie să căutați un cristal scump, să proiectați un dispozitiv de pompare, să instalați un reflector etc. Nici măcar nu trebuie să ajustați lentila optică specială folosită pentru a corecta fasciculul. Pe acest moment Tehnologia de fabricație a diodelor laser este destul de bine dezvoltată.
Un astfel de dispozitiv poate funcționa cu o putere de radiație constantă de până la 8 wați, ceea ce este suficient pentru a obține un fascicul lung. La distanță apropiată, un astfel de dispozitiv va arde printr-o coală de hârtie. Tot ceea ce este necesar pentru a asambla un astfel de laser de casă este să ridicați o carcasă și să organizați o sursă de energie. De asemenea, trebuie avut în vedere că, atunci când este pornit, un astfel de dispozitiv consumă un curent decent, iar bateriile obișnuite vor trebui schimbate în curând. ca cea mai bună utilizare conform scop desemnat un astfel de dispozitiv, puteți consulta cataloagele și puteți selecta o diodă în funcție de parametrii curentului consumat și a puterii de radiație care vi se potrivește cel mai bine.
Folosit pe scară largă în diverse dispozitive electronice. Este foarte posibil să demontați acest dispozitiv dintr-un „cutter” cu laser vechi pentru discuri DVD și să faceți un laser de casă din el. Este destul de potrivit pentru a demonstra capacitățile acestui dispozitiv.
Disponibil în prezent cu o putere optică maximă de ieșire de până la 150 de wați. Țineți cont de siguranță atunci când lucrați cu aceste articole.
Dacă intenționați să asamblați un dispozitiv puternic capabil să prelucreze materiale cu topire scăzută, atunci acest dispozitiv poate fi asamblat cu propriile mâini pe baza unor desene care pot fi găsite în domeniul public.
După cum puteți vedea, este foarte posibil să faceți lasere de casă fără a recurge la căutarea materialelor scumpe și rare. Asamblarea și calibrarea nu va dura mult timp.
Gama de diode laser fabricate este în continuă creștere. Puterea lor optică de ieșire este crescută. Producția în linie duce la o scădere treptată a costului acestora.
Omul a învățat multe invenții tehnice observând fenomene naturale, analizându-le și aplicând cunoștințele dobândite în realitatea înconjurătoare. Așa că omul a obținut capacitatea de a aprinde un foc, a creat o roată, a învățat să genereze electricitate, a obținut controlul asupra unei reacții nucleare.
Spre deosebire de toate aceste invenții, laserul nu are analogi în natură. Apariția sa a fost asociată exclusiv cu ipoteze teoretice în cadrul fizicii cuantice emergente. Existența principiului care a stat la baza laserului a fost prezisă la începutul secolului al XX-lea de cel mai mare om de știință Albert Einstein.
Cuvântul „laser” a apărut ca urmare a reducerii a cinci cuvinte care descriu esența procesului fizic la primele litere. În versiunea rusă, acest proces se numește „amplificarea luminii cu ajutorul emisiei stimulate”.
Conform principiului funcționării sale, laserul este un generator cuantic de fotoni. Esența fenomenului care stă la baza acestuia este că sub influența energiei sub formă de foton, un atom emite un alt foton, care este identic cu primul în direcția de mișcare, faza și polarizarea acestuia. Ca urmare, lumina emisă este amplificată.
Acest fenomen este imposibil în condiții de echilibru termodinamic. Pentru a crea radiații induse, utilizați diferite căi: electrice, chimice, gaze și altele. Laserele utilizate în conditii de viata(unități de disc laser, imprimante laser) utilizați metoda semiconductoarelor stimularea radiatiilor sub actiunea unui curent electric.
Principiul de funcționare constă în trecerea fluxului de aer prin încălzitor în tubul pistolului cu aer cald și, atingând temperaturile stabilite, acesta intră în piesa de lipit prin duze speciale.
În cazul unei defecțiuni, invertorul de sudură poate fi reparat manual. Puteți citi sfaturi de reparații.
În plus, o componentă necesară a oricărui laser cu drepturi depline este rezonator optic, a cărui funcție este de a amplifica fasciculul de lumină prin reflectarea lui de mai multe ori. În acest scop, oglinzile sunt utilizate în sistemele cu laser.
Ar trebui spus că a crea un laser cu adevărat puternic cu propriile mâini acasă este nerealist. Acest lucru necesită cunoștințe speciale, calcule complexe, au o bază materială și tehnică bună.
De exemplu, mașinile laser care pot tăia metalul sunt extrem de fierbinți și necesită măsuri extreme de răcire, inclusiv utilizarea azotului lichid. În plus, dispozitivele bazate pe principiul cuantic sunt extrem de capricioase, necesită cel mai fin reglaj și nu tolerează nici cea mai mică abatere de la parametrii necesari.
Pentru a asambla un circuit laser cu propriile mâini, veți avea nevoie de:
Pentru a conecta piesele de care aveți nevoie. În plus, veți avea nevoie de o șurubelniță și o pensetă.
Procedura de asamblare a unui laser simplu constă în următorii pași.
Nu este deloc greu de făcut. Diferența este în numărul de contacte. Într-un comutator de trecere, spre deosebire de unul simplu, există trei contacte în loc de două.
În acest fel, cel mai simplu laser poate fi asamblat. Ce poate face un astfel de „amplificator de lumină” artizanal:
Un astfel de laser este periculos: nu va arde pielea sau hainele, dar poate deteriora ochii.
Prin urmare, trebuie să utilizați cu atenție un astfel de dispozitiv: nu-l străluciți pe suprafețele reflectorizante (oglinzi, ochelari, reflectoare) și, în general, fiți extrem de atenți - fasciculul poate provoca vătămări dacă lovește ochiul chiar și de la distanță de unu. suta de metri.
Mulți radioamatori au vrut cel puțin o dată în viață să facă un laser cu propriile mâini. Se credea cândva că se poate colecta numai în laboratoare stiintifice. Da, acest lucru este adevărat, dacă vorbim de instalații laser uriașe. Cu toate acestea, puteți asambla un laser mai simplu, care va fi și destul de puternic. Ideea pare foarte complicată, dar de fapt, totul nu este deloc dificil. În articolul nostru cu videoclip, vom vorbi despre cum vă puteți construi propriul laser acasă.
Circuit laser DIY
Este foarte important să respectați regulile de bază de siguranță. În primul rând, când verificați funcționarea dispozitivului sau când acesta este deja complet asamblat, în niciun caz nu trebuie să-l îndreptați spre ochi, către alte persoane sau animale. Laserul tău va fi atât de puternic încât poate aprinde un chibrit sau chiar o bucată de hârtie. În al doilea rând, urmați schema noastră și apoi dispozitivul dvs. va funcționa mult timp și la o calitate înaltă. În al treilea rând, nu lăsați copiii să se joace cu el. Și, în sfârșit, depozitați dispozitivul asamblat într-un loc sigur.
Pentru a asambla un laser acasă, nu veți avea nevoie de prea mult timp și componente. Deci, mai întâi aveți nevoie de o unitate DVD-RW. Poate fi atât funcțional, cât și nefuncțional. Nu este esential. Dar este foarte important ca acesta să fie un dispozitiv de înregistrare și nu o unitate convențională pentru redarea discurilor. Viteza de scriere a unității trebuie să fie de 16x. Este posibil chiar mai sus. Apoi, trebuie să găsiți un modul cu o lentilă, datorită căruia laserul poate fi focalizat la un moment dat. Un indicator chinez vechi poate fi potrivit pentru asta. Cel mai bine este să folosiți un felinar de oțel inutil ca corp al viitorului laser. „Umplutura” pentru acesta va fi firele, bateriile, rezistențele și condensatorii. De asemenea, nu uitați să pregătiți un fier de lipit - asamblarea va fi imposibilă fără el. Acum să vedem cum să asamblați un laser din componentele descrise mai sus.
Primul lucru de făcut este dezasamblarea unității DVD. Trebuie să scoateți partea optică din unitate prin deconectarea cablului. Apoi veți vedea o diodă laser - ar trebui să fie îndepărtată cu grijă din carcasă. Amintiți-vă că o diodă laser este extrem de sensibilă la schimbările de temperatură, în special la frig. Până când instalați dioda în viitorul laser, cel mai bine este să derulați cablurile diodei cu un fir subțire.
Cel mai adesea, diodele laser au trei terminale. Cel din mijloc dă un minus. Și unul dintre extreme - plus. Ar trebui să luați baterii cu două degete și să vă conectați la dioda scoasă din carcasă folosind un rezistor de 5 ohmi. Pentru ca laserul să se aprindă, trebuie să conectați minusul bateriilor la borna mijlocie a diodei, iar plusul la unul dintre cele extreme. Acum puteți asambla circuitul emițător laser. Apropo, puteți alimenta laserul nu numai de la baterii, ci și de la acumulator. Aceasta este treaba tuturor.
Pentru ca dispozitivul dvs. să se asambla până la un punct când este pornit, puteți utiliza un indicator chinezesc vechi, înlocuind laserul de la indicator cu cel pe care l-ați asamblat. Întreaga structură poate fi ambalată cu grijă în carcasă. Deci va arăta mai frumos și va dura mai mult. Un felinar de oțel inutil poate servi drept corp. Dar poate fi, de asemenea, aproape orice capacitate. Alegem o lanternă nu doar pentru că este mai durabilă, ci și pentru că laserul tău va arăta mult mai prezentabil în ea.
Astfel, tu însuți ai văzut că pentru a asambla un laser suficient de puternic acasă, nu sunt necesare nici cunoștințe profunde ale științei, nici echipamente prohibitiv de scumpe. Acum puteți asambla singur laserul și îl puteți utiliza în scopul propus.
Cuvântul „laser” sau „laser” este o abreviere pentru „amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiații”. În rusă: - „amplificarea luminii prin emisie stimulată”, sau un generator cuantic optic. Primul laser, care a folosit un cilindru de rubin acoperit cu argint ca rezonator, a fost dezvoltat în 1960 de Hughes Research Laboratories, California. .Astăzi, laserele sunt folosite pentru o varietate de scopuri, de la măsurare diferite dimensiuniînainte de a citi datele codificate. Există mai multe moduri de a realiza un laser, în funcție de bugetul și abilitățile tale.
Partea 1
Înțelegerea modului în care funcționează un laserLaserul are nevoie de o sursă de alimentare pentru a funcționa. Laserele funcționează prin excitarea electronilor în mediul activ al laserului sursă externă energie și să-i stimuleze să emită lumină de o anumită lungime de undă. Acest proces a fost propus pentru prima dată în 1917 de Albert Einstein. Pentru ca electronii (din atomii mediului activ al laserului) să emită lumină, ei trebuie mai întâi să absoarbă energie deplasându-se pe o orbită mai înaltă și apoi să dea această energie sub forma unei particule de lumină când se întorc în orbita originală. Acest mod de a introduce energie în mediul activ laser se numește „pompare”.
Canalizarea trecerii energiei printr-un mediu activ (amplificator). Mediul de amplificare sau mediul laser activ crește intensitatea luminii datorită emisiei induse (forțate) emise de electroni. Mediul de amplificare poate fi orice structură sau substanță enumerată mai jos:
Instalarea oglinzilor pentru a menține lumina în interiorul laserului. Oglinzile sau rezonatoarele păstrează lumina în camera de lucru a laserului până când se acumulează nivelul dorit energie care urmează să fie emisă printr-o mică gaură dintr-una dintre oglinzi sau printr-o lentilă.
Utilizarea unei lentile de focalizare pentru a direcționa lumina printr-un mediu de amplificare. Alături de oglinzi, obiectivul ajută la concentrarea și direcționarea luminii astfel încât mediul de amplificare să primească cât mai multă lumină.
Partea 2
Construcția laseruluiCumpărare. Puteți cumpăra dintr-un magazin de electronice sau puteți cumpăra online „kit laser”, „kit laser”, „modul laser” sau „diodă laser”. Setul laser trebuie să includă următoarele:
Asamblarea circuitului driverului. Multe kituri laser sunt vândute cu un driver neasamblat. Aceste kituri includ PCB-ul și piesele aferente și trebuie să le lipiți conform diagramei furnizate. Unele kituri pot avea driverul asamblat.
Conectați unitatea de control la dioda laser. Dacă aveți un multimetru digital, îl puteți include într-un circuit de diode pentru a monitoriza curentul. Majoritatea diodelor laser au un curent în intervalul de la 30 la 250 miliamperi (mA). Intervalul de curent de la 100 la 150 mA va oferi un fascicul destul de puternic.
Conectați sursa de alimentare sau bateria la circuitul driverului. Dioda laser ar trebui să strălucească puternic.
Rotiți lentila pentru a focaliza fasciculul laser.Îndreptați-l spre perete și focalizați până când apare un punct frumos și luminos.
Obțineți o unitate sau un DVD vechi sau Blu-ray. Alegeți dispozitive cu viteză de scriere de 16 ori sau mai rapidă. Aceste dispozitive au diode laser cu o putere de ieșire de 150 mW sau mai mult.
Scoaterea diodei laser din unitate.Întoarce unitatea fund sus. Veți vedea șuruburi care vor trebui îndepărtate înainte de a putea separa mecanismul de acționare și a scoate dioda.
Pregătiți lentila de focalizare. Va trebui să treceți fasciculul de la diodă printr-o lentilă de focalizare pentru a-l folosi ca laser. Puteți face acest lucru într-unul din două moduri:
Nu este un secret pentru nimeni că fiecare dintre noi în copilărie și-a dorit să aibă un astfel de dispozitiv precum o mașină laser care ar putea tăia sigiliile metalice și ar putea arde prin pereți. LA lumea modernă acest vis devine cu ușurință realitate, deoarece acum este posibil să construiți un laser cu capacitatea de a tăia diverse materiale.
Desigur, acasă este imposibil să faci o mașină laser atât de puternică, care să taie prin fier sau lemn. Dar cu un dispozitiv de casă, puteți tăia hârtie, sigiliu de plastic sau plastic subțire.
Cu un dispozitiv laser, puteți arde diverse modele pe foi de placaj sau pe lemn. Poate fi folosit ca lumina de fundal pentru obiectele situate in zone indepartate. Domeniul său de aplicare poate fi atât distractiv, cât și util în construcții și munca de instalare ca să nu mai vorbim de realizarea potenţialului creativ în domeniul gravurii pe lemn sau plexiglas.
Instrumente și accesorii care vor fi necesare pentru a realiza un laser cu propriile mâini:
Figura 1. Diagrama unui LED laser.
Aceste materiale vor fi destul de suficiente pentru lucrările viitoare.
Deci, pentru un dispozitiv laser, în primul rând, este necesar să selectați o unitate DVD-RW cu o defecțiune mecanică, deoarece diodele optice trebuie să fie în stare bună. Dacă nu aveți un drive uzat, va trebui să îl cumpărați de la oameni care îl vând pentru piese.
Când cumpărați, rețineți că majoritatea unităților de la producătorul Samsung nu sunt potrivite pentru fabricarea unui laser de tăiere. Cert este că această companie produce unități DVD cu diode care nu sunt protejate de influențele externe. Absența unei carcase speciale înseamnă că dioda laser este supusă stresului termic și contaminării. Poate fi deteriorat cu o atingere ușoară a mâinii.
Figura 2. Laser de pe o unitate DVD-RW.
Cea mai bună opțiune pentru un laser este o unitate de la producătorul LG. Fiecare model este echipat cu un cristal cu grade diferite putere. Această cifră este determinată de viteza de ardere a DVD-urilor cu două straturi. Este extrem de important ca unitatea să fie o unitate de înregistrare, deoarece conține un emițător de infraroșu, care este necesar pentru a face un laser. Cel obișnuit nu va funcționa, deoarece este destinat doar citirii informațiilor.
DVD-RW 16X este echipat cu un cristal roșu de 180-200mW. O unitate de viteză de 20X conține o diodă de 250-270 mW. Înregistratoarele de mare viteză de tip 22X sunt echipate cu optic laser cu o putere de până la 300 mW.
Înapoi la index
Acest proces trebuie făcut cu mare grijă, deoarece piesele interne sunt fragile și ușor de deteriorat. După ce ați demontat carcasa, veți observa imediat detaliul necesar, arată ca o mică bucată de sticlă situată în interiorul căruciorului mobil. Baza acestuia trebuie îndepărtată, este prezentat în Fig. 1. Acest element conține o lentilă optică și două diode.
În această etapă, trebuie imediat avertizat că fasciculul laser este extrem de periculos pentru vederea umană.
Cu o lovitură directă asupra lentilei, acesta dăunează terminațiilor nervoase și o persoană poate rămâne oarbă.
Fasciculul laser are o proprietate de orbire chiar și la o distanță de 100 m, așa că este important să fii atent unde îl îndrepti. Amintiți-vă că sunteți responsabil pentru sănătatea celorlalți în timp ce un astfel de dispozitiv este în mâinile dumneavoastră!
Figura 3. Cipul LM-317.
Înainte de a începe lucrul, trebuie să știți că dioda laser poate fi deteriorată nu numai prin manipulare neglijentă, ci și prin căderi de tensiune. Acest lucru se poate întâmpla în câteva secunde, motiv pentru care diodele funcționează pe o sursă constantă de electricitate. Când tensiunea crește, LED-ul din dispozitiv își depășește norma de luminozitate, drept urmare rezonatorul este distrus. Astfel, dioda își pierde capacitatea de a se încălzi, devine o lanternă obișnuită.
Cristalul este afectat și de temperatura din jurul lui, atunci când scade, performanța laserului crește la o tensiune constantă. Daca ea depaseste rata standard, rezonatorul este distrus după un principiu similar. Mai rar, dioda este deteriorată de schimbări bruște, care sunt cauzate de pornirea și oprirea frecventă a dispozitivului într-o perioadă scurtă.
După îndepărtarea cristalului, este necesar să-i bandajezi imediat capetele cu fire goale. Acest lucru este necesar pentru a crea o conexiune între ieșirile sale de tensiune. La aceste ieșiri trebuie să lipiți un mic condensator de 0,1 uF cu polaritate negativă și 100 uF cu polaritate pozitivă. După această procedură, puteți îndepărta firele înfășurate. Acest lucru va ajuta la protejarea diodei laser de tranzitoriiși electricitate statică.
Înapoi la index
Inainte de a crea o baterie pentru dioda trebuie avut in vedere ca aceasta trebuie alimentata de la 3V si consuma pana la 200-400 mA, in functie de viteza aparatului de inregistrare. Trebuie evitată conectarea cristalului direct la baterii, deoarece aceasta nu este o lampă simplă. Se poate deteriora chiar și sub influența bateriilor obișnuite. Dioda laser este un element independent, care este alimentat de electricitate printr-un rezistor de reglare.
Sistemul de alimentare poate fi reglat în trei moduri, cu diferite grade de complexitate. Fiecare dintre ele implică reîncărcare de la o sursă de tensiune constantă (baterii).
Prima metodă implică reglarea energiei electrice cu un rezistor. Rezistența internă a dispozitivului se măsoară prin detectarea tensiunii în timpul trecerii prin diodă. Pentru unitățile cu o viteză de scriere de 16X, 200 mA va fi suficient. Cu o creștere a acestui indicator, există posibilitatea de a strica cristalul, așa că ar trebui să rămâneți la valoare maximă la 300 mA. Ca sursa de alimentare, se recomanda folosirea unei baterii de telefon sau baterii de tip AAA.
Avantajele acestei scheme de alimentare sunt simplitatea și fiabilitatea. Printre deficiențe, se remarcă disconfortul cu reîncărcarea regulată a bateriei de pe telefon și dificultatea de a plasa bateriile în dispozitiv. În plus, este dificil de determinat momentul potrivit pentru a reîncărca sursa de alimentare.
Figura 4. Cipul LM-2621.
Dacă utilizați trei baterii AA, acest circuit poate fi echipat cu ușurință într-un pointer laser fabricat în China. Designul final este prezentat în Figura 2, două rezistențe de 1 ohm în serie și doi condensatori.
Pentru a doua metodă, se folosește cipul LM-317. Acest mod de aranjare a sistemului de alimentare este mult mai complicat decât precedentul, este mai potrivit pentru tip staționar instalatii laser. Schema se bazează pe fabricarea unui driver special, adică o mică taxă. Este conceput pentru a limita curentul electric și a crea puterea necesară.
Circuitul pentru conectarea cipul LM-317 este prezentat în Fig. 3. Va necesita elemente precum un rezistor variabil de 100 ohmi, 2 rezistențe de 10 ohmi, o diodă din seria 1H4001 și un condensator de 100 microfarad.
Driverul bazat pe acest circuit menține puterea electrică (7V) indiferent de sursa de alimentare și de temperatura ambiantă. În ciuda complexității dispozitivului, acest circuit este considerat cel mai ușor de asamblat acasă.
A treia metodă este cea mai portabilă, ceea ce o face metoda preferată dintre toate. Oferă energie de la două baterii AAA, menținând un nivel constant de tensiune aplicat diodei laser. Sistemul păstrează puterea chiar și atunci când bateriile sunt descărcate.
Când bateria este complet descărcată, circuitul va înceta să funcționeze și o tensiune mică va trece prin diodă, care va fi caracterizată printr-o strălucire slabă a fasciculului laser. Acest tip de alimentare este cel mai economic, cu o eficiență de 90%.
Pentru a implementa un astfel de sistem de alimentare, veți avea nevoie de un cip LM-2621, care este găzduit într-un pachet de 3 × 3 mm. Prin urmare, este posibil să întâmpinați anumite dificultăți în timpul lipirii pieselor. Dimensiunea finală a plăcii depinde de abilitățile și dexteritatea dvs., deoarece detaliile pot fi plasate chiar și pe o placă de 2 × 2 cm. Placa finită este prezentată în Fig. 4.
Inductorul poate fi luat de la o sursă de alimentare convențională pentru un computer desktop. Un fir cu o secțiune transversală de 0,5 mm este înfășurat pe acesta cu un număr de spire de până la 15 spire, așa cum se arată în figură. Diametrul clapetei de accelerație din interior va fi de 2,5 mm.
Pentru placă este potrivită orice diodă Schottky cu o valoare de 3 A. De exemplu, 1N5821, SB360, SR360 și MBRS340T3. Puterea furnizată diodei este reglată de rezistor. În timpul procesului de reglare, se recomandă conectarea acestuia cu un rezistor variabil de 100 ohmi. Când verificați performanța, cel mai bine este să utilizați o diodă laser uzată sau inutilă. Indicatorul curent de putere rămâne același ca în diagrama anterioară.
După ce ați ales metoda cea mai potrivită, o puteți actualiza dacă aveți abilitățile necesare pentru aceasta. Dioda laser trebuie plasată pe un radiator miniatural, astfel încât să nu se supraîncălzească atunci când tensiunea crește. După finalizarea asamblarii sistemului de alimentare, trebuie să aveți grijă de instalarea sticlei optice.
