המונח "לייזר" למעשה מייצג "הגברת אור על ידי פליטת קרינה מגורה". הלייזר הראשון, שהשתמש בגליל אודם מצופה כסף כתהודה, פותח בשנת 1960 במעבדות המחקר יוז בקליפורניה. כיום לייזרים משמשים למגוון דברים, החל ממדידה ועד קריאת נתונים מוצפנים, וישנן מספר דרכים לייצר לייזרים, בהתאם לתקציב וליכולות.
שלב
חלק 1 מתוך 2: הבנת אופן העבודה של לייזרים
שלב 1. ספק מקור אנרגיה
לייזרים פועלים, או "לייזרים", על ידי גירוי של אלקטרונים לפליטת אור באורך גל מסוים. (התהליך הוצע לראשונה בשנת 1917 על ידי אלברט איינשטיין.) על מנת לפלוט אור, אלקטרונים חייבים קודם כל לספוג אנרגיה על מנת להניע אותו למסלול גבוה יותר, ולאחר מכן לשחרר את האנרגיה הזו כאור בחזרה למסלול המקורי שלהם. מקור אנרגיה זה נקרא "משאבה".
- לייזרים קטנים, כגון אלה בנגני CD ו- DVD ומצביעי לייזר, משתמשים במעגל חשמלי כדי לספק זרם חשמלי לדיודה, המשמשת כמשאבה.
- לייזר הפחמן הדו חמצני נשאב על ידי זרם חשמלי כדי לעורר את האלקטרונים.
- לייזרים אקסימרים מקבלים אנרגיה מתגובות כימיות.
- לייזרים עשויים קריסטל או זכוכית משתמשים במקור אור חזק כגון מנורת קשת או מנורת הבזק.
שלב 2. מתעל את האנרגיה דרך המדיום המגביר
מדיום ההגברה, או מדיום הלייזר הפעיל, מגביר את האנרגיה שמשחררת הקורה עקב האלקטרונים המעוררים. אמצעי החיזוק יכול להיות אחד מהבאים:
- מוליכים למחצה העשויים מחומרים כגון גליום ארסניד, אלומיניום גליום ארסניד או אינדיום גליום ארסניד.
- הגביש דמוי גליל אודם המשמש בלייזר הראשון מתוצרת מעבדות יוז. שימשו גם ספירים ורימונים, כמו גם סיבי זכוכית אופטיים. הזכוכית והגבישים מטופלים ביונים של מתכות אדמה נדירות.
- קרמיקה, אשר מטופלים גם הם מראש עם יוני מתכת נדירים.
- נוזלים, בדרך כלל צובעים, אם כי לייזרים אינפרא אדומים מיוצרים באמצעות ג'ין וטוניק כמדיום ההגברה. קינוח ג'לטין (Jell-O) שימש גם בהצלחה כאמצעי חיזוק.
- גזים, כגון פחמן דו חמצני, חנקן, אדי כספית, או תערובת הליום-ניאון.
- תגובה כימית.
- זרקור אלקטרונים.
- חומר גרעיני. לייזר האורניום הראשון נוצר בנובמבר 1960, שישה חודשים לאחר יצירת לייזר האודם הראשון.
שלב 3. התאם את המראות כך שיתאימו לאור
המראה, או התהודה, שומרת על הקורה בתא הלייזר עד שהיא מגיעה לרמת האנרגיה הרצויה לפריקה, או דרך פתח קטן באחת המראות או דרך עדשה.
- מערך התהודה הפשוט ביותר, המהוד הלינארי, משתמש בשתי מראות הממוקמות זו מול זו בחדר הלייזר. הגדרה זו מייצרת קרן אור אחת.
- סידור מסובך יותר, מהוד הטבעת, משתמש בשלוש מראות או יותר. סידור זה יכול לייצר קרן אחת, בעזרת מבודד אופטי, או קרן כפולה.
שלב 4. השתמש בעדשת מיקוד כדי לכוון את הקרן דרך המדיום המגביר
יחד עם המראה, העדשה עוזרת למקד ולכוון את האור כך שמדיום ההגברה יקבל כמה שיותר אור.
חלק 2 מתוך 2: הכנת לייזרים
שיטה ראשונה: הכנת לייזר ממכשיר לייזר
שלב 1. מצא חנות שמוכרת מכשירי לייזר
אתה יכול ללכת לחנות חשמל או לחפש באינטרנט אחר "מכשיר לייזר", "מודול לייזר" או "דיודת לייזר". מכשיר הלייזר צריך לכלול:
- מעגל בקר. (חלק זה נמכר לפעמים בנפרד מרכיבים אחרים.) חפש מעגל בקרה שיאפשר לך לווסת את הספק.
- דיודות לייזר.
- עדשה, זכוכית או פלסטיק, הניתנים להתאמה. בדרך כלל, הדיודה והעדשה ארוזים יחד בצינור קטן. (רכיבים אלה נמכרים לפעמים בנפרד ממעגל הבקר.)
שלב 2. הרכיב את מעגל הבקר
התקני לייזר רבים מחייבים אותך לבנות מעגל בקר משלך. סוג זה של מכשיר כולל מעגל וחלקים קשורים, ועליכם להלחים אותם יחד, בהתאם לסכימה המצורפת למכשיר. עם זאת, ישנם גם מכשירים אחרים בעלי מעגל בקרה מובנה.
- אתה יכול גם לעצב את מעגל הבקר בעצמך, אם יש לך את המומחיות האלקטרונית לעשות זאת. מעגל הבקר LM317 הוא תבנית מצוינת לעיצוב מעגל משלך. הקפד להשתמש במעגל קבלים נגד כך שהאנרגיה שנוצרת לא תשדר פולסים מוגזמים.
- לאחר בניית מעגל הבקר, בדוק אותו על ידי חיבורו ל דיודה פולטת אור (LED). אם הנורית לא נדלקת מיד, כוונן את הפוטנציומטר. אם הבעיה ממשיכה, בדוק שוב את המעגל וודא שכל החלקים מחוברים כראוי.
שלב 3. חבר את מעגל הבקר עם הדיודה
אם יש לך מולטימטר דיגיטלי, חבר אותו למעגל כדי לעקוב אחר הזרם המתקבל על ידי הדיודה. רוב הדיודות יכולות להכיל טווח של 30-250 מיליאמפר (mA), ואילו טווח של 100-150 mA יפיק קרן חזקה למדי.
למרות שקרן חזקה יותר מהדיודה תייצר לייזר חזק יותר, הזרם הנוסף הנדרש ליצירת הקורה יישרף ויפגע בדיודה מהר יותר
שלב 4. חבר את מקור החשמל (סוללה) למעגל הבקר
הדיודה אמורה להאיר עכשיו.
שלב 5. התאם את העדשה כדי למקד את קרן הלייזר
אם ברצונך להדגיש קיר, התאם אותו עד להופעת נקודה בהירה.
לאחר הגדרת העדשה כראוי, הניחו גפרור בנתיב הלייזר והתאימו את העדשה עד שראש הגפרור יתחיל לעשן. אתה יכול גם לנסות לפוצץ בלונים או להכות חורים בנייר בלייזר
שיטה שניה: הכנת לייזרים מדיודות משומשות
שלב 1. קנה כותב DVD או Blu-Ray משומש
חפש יחידה עם מהירות כתיבה של 16x או יותר. ליחידה יש דיודה עם הספק פלט של 150 מילי -וואט (mW) ומעלה.
- לסופר DVD יש דיודה אדומה עם אורך גל של 650 ננומטר (nm).
- למחבר Blu-Ray יש דיודה כחולה עם אורך גל של 405 ננומטר.
- כותב ה- DVD צריך להיות מסוגל מספיק בכדי לכתוב דיסקים, אם כי הוא לא חייב להיות מוצלח. (במילים אחרות, הדיודה עדיין אמורה לפעול).
- אל תשתמש בקורא DVD, כותב תקליטורים או קורא תקליטורים כדי להחליף את כותב ה- DVD. לקוראי DVD יש דיודות אדומות, אך אינן חזקות כמו כותבי DVD. דיודות כותבי תקליטורים די חזקות, אך פולטות אור בטווח האינפרא אדום, כך שעליך לחפש קורות שאינך יכול לראות.
שלב 2. קח את הדיודה ממכשיר כותב ה- DVD/Blu-Ray
הפוך מכשיר. ישנם ארבעה ברגים או יותר שיש להסיר לפני שניתן לפתוח את המכשיר ולהסיר את הדיודה.
- לאחר פתיחת המכשיר, יהיו זוג מסגרות מתכת שהוחזקו במקומן על ידי ברגים. המסגרת מחזיקה את רכיבי הלייזר. לאחר הסרת הברגים, ניתן להסיר את המסגרת ולהסיר את רכיבי הלייזר.
- דיודות קטנות יותר ממטבעות. הדיודה בעלת שלוש רגלי מתכת, וניתנת לעטוף בשכבה מתכתית, עם או בלי חלון הגנה שקוף, או שהיא יכולה להיות פתוחה.
- אתה צריך לקחת את הדיודה מרכיב הלייזר. כדי להקל על הדברים, הסר תחילה את גוף הקירור מרכיב הלייזר לפני שתנסה להסיר את הדיודה. אם יש לך רצועת יד אנטי -סטטית, הרכיבי אותה כאשר אתה מרים את הדיודה.
- טפל בזהירות ביתר הדיודה, אפילו בזהירות רבה יותר אם מדובר בדיודה פתוחה. הכינו מארז אנטי -סטטי לאחסון הדיודות עד שתהיו מוכנים לייצר את הלייזר.
שלב 3. קבל עדשת מיקוד
קרן הדיודה חייבת לעבור דרך עדשת המיקוד על מנת לייצר לייזר. אתה יכול לעשות זאת באחת משתי הדרכים הבאות:
- השתמש בזכוכית מגדלת כמוקד. הזז את זכוכית המגדלת עד שתמצא את המקום הנכון לייצר קרן הלייזר, ויש לעשות זאת בכל פעם שתרצה להשתמש בלייזר.
- קנה ערכת צינור עדשה עם דיודת לייזר בהספק נמוך, כגון 5 mW, והחלף את הדיודה בדיודה מסופר DVD.
שלב 4. קבל או בנה מעגל בקר
שלב 5. חבר את הדיודה למעגל הבקר
חבר את ההובלה החיובית של הדיודה למוביל החיובי של מעגל הבקר, ואת ההובלה השלילית להובלה השלילית. מיקום סיכות הדיודה משתנה בהתאם אם אתה משתמש בדיודה אדומה מסופר DVD או בדיודה כחולה מכותב Blu-Ray.
- החזק את הדיודה כשהרגליים פונות כלפיך וסובב אותה כך שבסיסי הרגליים יוצרים משולש המצביע ימינה. בשתי הדיודות, הרגל העליונה היא הרגל החיובית.
- על הדיודה האדומה של כותב ה- DVD, הרגל באמצע, המהווה את שיא המשולש היא הרגל השלילית.
- על הדיודה הכחולה של כותב ה- Blu-Ray, הרגל התחתונה היא הרגל השלילית.
שלב 6. חבר את מקור החשמל למעגל הבקר
שלב 7. התאם את העדשה כדי למקד את קרן הלייזר
טיפים
- ככל שתמקד את קרן הלייזר קטנה יותר, הלייזר יהיה חזק יותר, אך הוא יהיה יעיל רק באורך המוקד הזה. אם הוא ממוקד במרחק של 1 מ ', הלייזר יעיל רק במרחק של 1 מ'. כאשר אינך רוצה להשתמש בלייזר, פזר את המיקוד של העדשה עד שקרן הלייזר תהיה בערך בקוטר של כדור פינג פונג.
- כדי להגן על מכשיר הלייזר שלך, אחסן אותו בכלי, כגון פנס LED או מחזיק סוללה, בהתאם למידת מעגל הבקר שלך.
אַזהָרָה
- אין להאיר את הלייזר על משטח המחזיר אור. לייזרים הם אלומות אור ויכולים להשתקף ממש כמו אלומות לא ממוקדות, רק עם השלכות גדולות יותר.
- הרכיב תמיד משקפי שמש הספציפיים לאורך הגל של קרן הלייזר איתה אתה עובד (במקרה זה, אורך הגל של דיודת הלייזר). משקפי לייזר מיוצרים בצבעים המאזנים את צבע קרן הלייזר: ירוק עבור הלייזר האדום 650 ננומטר, האדום-כתום בלייזר הכחול 405 ננומטר. אין להשתמש בקסדות ריתוך, משקפיים מצולעות או משקפי שמש במקום משקפי לייזר.
- אין להביט אל מקור קרן הלייזר או להאיר את הלייזר בעיני אנשים. לייזרים מסוג IIIb, סוג הלייזר הנדון במאמר זה, עלולים לפגוע בעין, אפילו בשימוש במשקפי לייזר. גם להבהיר קרן לייזר ללא הבחנה מהווה עבירה על החוק.
