Die term "laser" staan eintlik vir "ligversterking deur gestimuleerde stralingsemissie". Die eerste laser, wat 'n silwerbedekte robynsilinder as resonator gebruik het, is in 1960 by die Hughes Research Laboratories in Kalifornië ontwikkel. Vandag word lasers vir verskillende dinge gebruik, van meting tot lees van versleutelde data, en daar is verskillende maniere om lasers te vervaardig, afhangende van die begroting en vermoëns.
Stap
Deel 1 van 2: Begrip van hoe lasers werk
Stap 1. Gee 'n bron van energie
Lasers werk, of "lasers", deur elektrone te stimuleer om lig van 'n sekere golflengte af te gee. (Die proses is die eerste keer in 1917 deur Albert Einstein voorgestel.) Om lig te kan uitstraal, moet elektrone eers energie absorbeer om in 'n hoër wentelbaan aangedryf te word, en die energie dan as lig vry te laat wanneer hulle na hul oorspronklike baan terugkeer. Hierdie energiebron word 'n 'pomp' genoem.
- Klein lasers, soos dié in CD- en DVD -spelers en laserwysers, gebruik 'n elektriese stroombaan om elektriese stroom aan 'n diode te verskaf, wat as 'n pomp dien.
- Die koolstofdioksiedlaser word deur 'n elektriese stroom gepomp om die elektrone te stimuleer.
- Excimerlasers kry energie uit chemiese reaksies.
- Lasers van kristal of glas gebruik 'n sterk ligbron, soos 'n booglamp of flitslamp.
Stap 2. Kanaliseer die energie deur die versterkingsmedium
Die versterkingsmedium, of aktiewe lasermedium, versterk die energie wat deur die bundel vrygestel word as gevolg van die gestimuleerde elektrone. Die versterkingsmedium kan een van die volgende wees:
- Halfgeleiers gemaak van materiale soos galliumarsenied, aluminiumgalliumarsenied of indiumgalliumarsenied.
- Die kristalagtige silinderagtige kristal wat gebruik word in die eerste laser wat deur Hughes Laboratories vervaardig is. Safiere en granate, sowel as optiese glasvesels, is ook gebruik. Die glas en kristalle word behandel met ione van seldsame aardmetale.
- Keramiek, wat ook vooraf behandel word met seldsame aardmetaalione.
- Vloeistowwe, gewoonlik kleurstowwe, hoewel infrarooi lasers vervaardig word met behulp van 'n gin en tonic as versterkingsmedium. Gelatien-nagereg (Jell-O) is ook suksesvol gebruik as versterkingsmedium.
- Gasse, soos koolstofdioksied, stikstof, kwikdamp of 'n helium-neonmengsel.
- Chemiese reaksie.
- Elektroniese kollig.
- Kernmateriaal. Die eerste uraanlaser is in November 1960 geskep, ses maande nadat die eerste robynlaser geskep is.
Stap 3. Pas die spieëls aan om die lig te akkommodeer
Die spieël, of resonator, behou die straal in die laserkamer totdat dit die gewenste energievlak vir ontslag bereik, hetsy deur 'n klein opening in een van die spieëls of deur 'n lens.
- Die eenvoudigste resonatoropstelling, die lineêre resonator, gebruik twee spieëls wat oorkant mekaar in die laserkamer geplaas is. Hierdie instelling produseer 'n enkele ligstraal.
- 'N Meer ingewikkelde rangskikking, die ringresonator, gebruik drie of meer spieëls. Hierdie rangskikking kan 'n enkele balk produseer met behulp van 'n optiese isolator of 'n dubbele balk.
Stap 4. Gebruik 'n fokuslens om die straal deur die versterkingsmedium te lei
Saam met die spieël help die lens om die lig te fokus en te rig sodat die versterkingsmedium soveel moontlik lig kry.
Deel 2 van 2: Lasers maak
Metode een: Maak 'n laser van 'n laserapparaat
Stap 1. Soek 'n winkel wat lasertoestelle verkoop
U kan na 'n elektriese winkel gaan of op die internet soek na 'n 'laserapparaat', 'lasermodule' of 'laserdiode'. Die laserapparaat moet die volgende insluit:
- kontroleerder kring. (Hierdie onderdeel word soms apart van ander komponente verkoop.) Soek 'n beheerstroombaan waarmee u die stroom kan reguleer.
- Laserdiodes.
- Lens, glas of plastiek, wat verstel kan word. Gewoonlik word die diode en lens saam in 'n klein buisie verpak. (Hierdie komponente word soms afsonderlik van die beheerstroombaan verkoop.)
Stap 2. Monteer die beheerkring
By baie lasertoestelle moet u u eie beheerkring bou. Hierdie tipe toestel bevat 'n printplaat en verwante onderdele, en u moet dit aanmekaar soldeer, volgens die skema wat by die toestel was. Daar is egter ook ander toestelle met 'n ingeboude beheerkring.
- U kan ook die beheerstroombaan self ontwerp as u oor die elektroniese kundigheid beskik. Die LM317 -beheerbaan is 'n uitstekende sjabloon vir die ontwerp van u eie stroombaan. Maak seker dat u 'n weerstand-kapasitorkring gebruik sodat die opgewekte energie nie oormatige pulse uitstraal nie.
- Nadat u die beheerkringbaan gebou het, toets dit deur dit aan te sluit op 'n liguitstralende diode (LED). Pas die potensiometer aan as die LED nie onmiddellik brand nie. As die probleem voortduur, moet u die stroombaan weer nagaan en seker maak dat alle dele behoorlik verbind is.
Stap 3. Verbind die beheerkring met die diode
As u 'n digitale multimeter het, koppel dit aan die stroombaan om die stroom wat deur die diode ontvang word, te monitor. Die meeste diodes het 'n bereik van 30-250 milliamperes (mA), terwyl 'n reikafstand van 100-150 mA 'n redelik sterk straal lewer.
Alhoewel 'n sterker straal van die diode 'n kragtiger laser sal produseer, sal die bykomende stroom wat nodig is om die balk te skep, brand en die diode vinniger beskadig
Stap 4. Koppel die kragbron (battery) aan die beheerkring
Die diode moet nou helder skyn.
Stap 5. Pas die lens aan om die laserstraal te fokus
As u 'n muur wil uitlig, pas dit aan totdat 'n mooi ligpunt verskyn.
Nadat u die lens behoorlik ingestel het, plaas 'n vuurhoutjie in die laserpad en pas die lens aan totdat die vuurhoutjie se kop begin rook. U kan ook ballonne opblaas of gate met papier in die papier slaan
Metode twee: Lasers maak van gebruikte diodes
Stap 1. Kry 'n gebruikte DVD- of Blu-Ray-skrywer
Soek 'n eenheid met 'n skryfspoed van 16x of vinniger. Die eenheid het 'n diode met 'n uitsetvermoë van 150 milliwatt (mW) of meer.
- DVD -skrywer het 'n rooi diode met 'n golflengte van 650 nanometer (nm).
- Die Blu-Ray-skrywer het 'n blou diode met 'n golflengte van 405 nm.
- Die DVD -skrywer behoort in staat te wees om skyfies te skryf, maar dit hoef nie suksesvol te wees nie. (Met ander woorde, die diode moet nog steeds werk).
- Moenie 'n DVD -leser, CD -skrywer of CD -leser gebruik om die DVD -skrywer te vervang nie. DVD -lesers het rooi diodes, maar nie so sterk soos DVD -skrywers nie. CD -skrywer -diodes is redelik kragtig, maar straal lig uit in die infrarooi reeks, dus moet u strale soek wat u nie kan sien nie.
Stap 2. Neem die diode van die DVD/Blu-Ray-skrywerapparaat
Draai toestel om. Daar is vier of meer skroewe wat verwyder moet word voordat die toestel oopgemaak kan word en die diode verwyder kan word.
- Sodra die toestel oopgemaak is, word 'n paar metaalrame vasgemaak deur skroewe. Die raam bevat die laserkomponente. Nadat u die skroewe verwyder het, kan u die raam verwyder en die laserkomponente verwyder.
- Diodes is kleiner as munte. Die diode het drie metaalpote en kan omhul word in 'n metaallaag, met of sonder 'n deursigtige beskermingsvenster, of dit kan oop wees.
- U moet die diode van die laserkomponent neem. Om dinge makliker te maak, verwyder eers die koellichaam van die laserkomponent voordat u die diode probeer verwyder. As u 'n antistatiese polsband het, dra dit as u die diode optel.
- Hanteer die diode versigtig, selfs meer versigtig as dit 'n oop diode is. Berei 'n antistatiese omhulsel voor om die diodes te stoor totdat u gereed is om die laser te vervaardig.
Stap 3. Kry 'n fokuslens
Die straal van die diode moet deur die fokuslens gaan om 'n laser te produseer. U kan dit op een van die volgende twee maniere doen:
- Gebruik 'n vergrootglas as fokus. Beweeg die vergrootglas totdat u die regte plek vind om die laserstraal te vervaardig, en dit moet gedoen word elke keer as u die laser wil gebruik.
- Kry 'n lensbuisstel met 'n laesterk laserdiode, soos 5 mW, en vervang die diode deur 'n diode van 'n DVD-skrywer.
Stap 4. Kry of bou 'n beheerkring
Stap 5. Koppel die diode aan die beheerkring
Koppel die positiewe lood van die diode aan die positiewe lood van die beheerkring, en die negatiewe lood aan die negatiewe lood. Die ligging van die diodepenne hang af van of u 'n rooi diode van 'n DVD-skrywer of 'n blou diode van 'n Blu-Ray-skrywer gebruik.
- Hou die diode vas met die bene na u toe en draai dit sodat die voetstukke van die bene 'n driehoek vorm wat na regs wys. Op beide diodes is die boonste been die positiewe been.
- Op die rooi diode van die DVD -skrywer is die been in die middel, wat die toppunt van die driehoek vorm, die negatiewe been.
- Op die blou diode van die Blu-Ray-skrywer is die onderbeen die negatiewe been.
Stap 6. Koppel die kragbron aan die beheerkring
Stap 7. Pas die lens aan om die laserstraal te fokus
Wenke
- Hoe kleiner u die laserstraal fokus, hoe sterker sal die laser wees, maar dit sal slegs effektief wees op die brandpunt. As die laser gefokus is op 'n afstand van 1 m, is die laser slegs effektief op 'n afstand van 1 m. As u nie die laser wil gebruik nie, versprei die fokus van die lens totdat die laserstraal ongeveer die deursnee van 'n tafeltennisbal is.
- Om u lasertoestel te beskerm, moet u dit in 'n houer stoor, soos 'n LED -flitslig of 'n batteryhouer, afhangende van hoe klein u beheerkring is.
Waarskuwing
- Moenie die laser op 'n oppervlak skyn wat lig weerkaats nie. Lasers is ligstrale en kan weerspieël word net soos ongerigte balke, net met groter gevolge.
- Dra altyd 'n bril wat spesifiek is vir die golflengte van die laserstraal waarmee u werk (in hierdie geval, die golflengte van die laserdiode). Laserbrille word vervaardig in kleure wat die kleur van die laserstraal balanseer: groen vir die 650 nm rooi laser, rooi-oranje vir die 405 nm blou laser. Moenie lashelms, geribde bril of sonbrille gebruik in die plek van 'n laserbril nie.
- Moenie in die laserstraalbron kyk nie en moenie die laser in mense se oë laat skyn nie. Klasse IIIb -lasers, die tipe laser wat in hierdie artikel bespreek word, kan die oog beskadig, selfs met die gebruik van laserglase. Om 'n laserstraal sonder onderskeid te laat skyn, is ook 'n oortreding van die wet.
