Die woord "laser" is 'n akroniem vir "ligversterking deur gestimuleerde stralingsemissie". Die eerste laser, met 'n silwerbedekte robynsilinder as resonator, is in 1960 ontwikkel by die Hughes Research Laboratories van Kalifornië. Vandag word lasers gebruik vir doeleindes wat wissel van meting tot lees van gekodeerde data, en daar is verskillende maniere om 'n laser te maak, afhangende van u begroting en vaardighede.
Stappe
Deel 1 van 2: Begrip van hoe 'n laser werk
Stap 1. Gee 'n bron van energie
Lasers werk, of "las", deur elektrone te stimuleer om lig van 'n bepaalde golflengte af te gee. (Hierdie proses is die eerste keer in 1917 deur Albert Einstein voorgestel.) Vir elektrone om lig uit te stuur, moet hulle eers energie absorbeer om hulle na 'n hoër wentelbaan te verhoog, en dan die energie as lig ontlaai wanneer hulle na hul oorspronklike baan terugkeer. Hierdie energiebronne staan bekend as 'pompe'.
- Klein lasers, soos dié in CD- en DVD -spelers en laserwysers, gebruik elektroniese stroombane om elektriese stroom aan diodes te verskaf, wat as die pomp dien.
- Koolstofdioksiedlasers word met elektriese ontladings gepomp om hul elektrone opgewonde te maak.
- Excimerlasers kry hul energie uit chemiese reaksies.
- Lasers wat rondom kristalle of glase gebou is, gebruik sterk ligbronne soos boog- of flitslampe.
Stap 2. Kanaliseer die energie deur 'n versterkingsmedium
'N Versterkingsmedium, of aktiewe lasermedium, versterk die krag van die lig wat deur die gestimuleerde elektrone afgegee word. Verkrygingsmedia kan een van die volgende items wees:
- Halfgeleiers gemaak van materiale soos galliumarsenied, aluminiumgalliumarsenied of indiumgalliumarsenied.
- Kristalle soos die robynsilinder wat in die Hughes Laboratories -laser gebruik word. Saffier en granaat is ook gebruik, net soos vesels van optiese glas. Hierdie glase en kristalle word behandel met ione van seldsame aardelemente
- Keramiek, wat ook met seldsame aardione behandel is.
- Vloeistowwe, gewoonlik kleurstowwe, hoewel 'n infrarooi laser vervaardig is deur 'n gin en tonic as die versterkingsmedium te gebruik. Gelatien-nagereg (Jell-O) is ook suksesvol as winsmedium gebruik.
- Gasse, soos koolstofdioksied, stikstof, kwikdamp of 'n helium-neonmengsel.
- Chemiese reaksies.
- Elektronstrale.
- Kernmateriaal. 'N Uraanlaser is die eerste keer in November 1960, ses maande na die eerste robynlaser, vervaardig.
Stap 3. Stel spieëls op om die lig te bevat
Hierdie spieëls, of resonators, hou die lig in die laserkamer totdat dit opbou na die gewenste energievlak vir vrystelling, hetsy deur 'n klein opening in een van die spieëls of deur 'n lens.
- Die eenvoudigste resonatoropstelling, die lineêre resonator, gebruik twee spieëls wat aan weerskante van die laserkamer geplaas is. Dit produseer 'n enkele uitsetbundel.
- 'N Meer ingewikkelde opstelling, die ringresonator, gebruik drie of meer spieëls. Dit kan 'n enkele balk skep, met behulp van 'n optiese isolator, of verskeie balke.
Stap 4. Gebruik 'n fokuslens om die lig deur die versterkingsmedium te stuur
Saam met die spieëls help die lens om die lig te konsentreer en te rig sodat die versterkingsmedium soveel as moontlik ontvang.
Deel 2 van 2: Bou van 'n laser
Metode een: Bou 'n laser uit 'n kit
Stap 1. Soek 'n kleinhandelaar
U kan na 'n elektronikawinkel gaan of aanlyn soek na 'laserset', 'lasermodule' of 'laserdiode'. U laserset moet die volgende bevat:
- 'N Bestuurderbaan. (Dit word soms apart van die ander komponente verkoop.) Soek 'n dryfkring waarmee u die stroom kan aanpas.
- 'N Laserdiode.
- 'N Verstelbare lens van glas of plastiek. Gewoonlik word die diode en lens saam in 'n klein buisie verpak. (Hierdie komponente word soms apart van die bestuurdersbaan verkoop.)
Stap 2. Monteer die bestuurdersbaan
By baie laserstelle moet u die bestuurderbaan saamstel. Hierdie kits bevat 'n printplaat en verwante onderdele en vereis dat u dit saam soldeer volgens die meegeleverde skema. By ander kits is die kring moontlik reeds saamgestel.
- U kan ook u eie bestuurdersbaan ontwerp as u die elektroniese vaardighede het. Die LM317 -bestuurderbaan bied 'n goeie sjabloon vir die ontwerp van u eie. Gebruik 'n weerstand-kondensator (RC) stroombaan om die kraglewering teen spykers te beskerm.
- Sodra u die bestuurderbaan bymekaargemaak het, kan u dit toets deur dit aan 'n liguitstralende diode (LED) te koppel. Pas die potensiometer aan as die LED nie dadelik brand nie. As dit nie die probleem oplos nie, kyk weer na die kring om te sien of alles korrek verbind is.
Stap 3. Koppel die dryfkring aan die diode
As u 'n digitale multimeter het, kan u dit na die stroombaan koppel om die stroom wat die diode ontvang, te monitor. Die meeste diodes kan 'n bereik van 30 tot 250 milliamper (mA) akkommodeer, terwyl 'n reikafstand van 100 tot 150 mA 'n voldoende kragtige straal lewer.
Terwyl 'n kragtiger straal van die diode 'n kragtiger straal sal produseer, sal die bykomende stroom wat nodig is om die bundel te genereer, die diode vinniger uitbrand
Stap 4. Koppel die kragbron (battery) aan die dryfbaan
Die diode moet nou helder gloei.
Stap 5. Pas die lens aan om die laserstraal te fokus
As u na 'n muur mik, pas dan aan totdat 'n mooi, helder kolletjie verskyn.
Sodra u die lens so ver aangepas het, plaas 'n vuurhoutjie in lyn met die balk en pas die lens aan totdat u sien dat die vuurhoutjiekop begin rook. U kan ook probeer om ballonne te druk of gate in papier te verbrand
Metode twee: Bou 'n laser met 'n gevindde diode
Stap 1. Verkry 'n ou DVD- of Blu-Ray-skrywer
Soek 'n eenheid met 'n skryfspoed van 16x of vinniger. Hierdie eenhede het diodes met 'n kraglewering van 150 milliwatt (mW) of beter.
- 'N DVD -skrywer het 'n rooi diode met 'n golflengte van 650 nanometer (nm).
- 'N Blu-ray-skrywer het 'n blou diode met 'n golflengte van 405 nm.
- Die DVD -skrywer moet funksioneel genoeg wees om skyfies te skryf, hoewel dit nie noodwendig suksesvol is nie. (Met ander woorde, die diode moet funksioneel wees.)
- Moenie 'n DVD -leser, CD -skrywer of CD -leser vir die DVD -skrywer vervang nie. 'N DVD -leser het 'n rooi diode, maar nie so sterk soos 'n DVD -skrywer nie. Die CD -skrywer se diode is kragtig genoeg, maar straal lig uit in die infrarooi reeks, wat u versoek om na 'n straal te soek wat u nie kan sien nie.
Stap 2. Verwyder die diode daarvan
Draai die rit om. U sal vier of meer skroewe sien wat u moet losdraai voordat u die aandrywing kan skei en die diode kan oes.
- As u die aandrywing geskei het, sien u 'n paar metaalrails met skroewe vasgehou. Dit ondersteun die lasermontering. As u die relings losskroef, kan u dit verwyder en die lasermontering verwyder.
- Die diode sal kleiner as 'n sent wees. Dit het drie metaalpenne en kan omhul word in 'n metaalbaadjie, met of sonder 'n deursigtige beskermende venster, of dit kan blootgestel word.
- U moet die diode uit die lasersamestelling trek. Miskien vind u dit makliker om die koellichaam uit die eenheid te verwyder voordat u die diode probeer onttrek. As u 'n antistatiese polsband het, gebruik dit terwyl u die diode verwyder.
- Hanteer die diode versigtig, veral as dit 'n blootgestelde diode is. Miskien wil u 'n antistatiese houer hê om die diode in te sit totdat u u laser kan monteer.
Stap 3. Verkry 'n fokuslens
U sal die straal van die diode deur 'n fokuslens moet gaan om dit as 'n laser te gebruik. U kan dit op twee maniere doen:
- Gebruik 'n vergrootglas as fokus. U moet die glas rondskuif om die regte plek te vind om 'n laserstraal te vervaardig, en u moet dit doen elke keer as u u laser gebruik.
- Koop 'n laserdiode met 'n lae krag, soos 5 mW, lensbuis en vervang die diode van die DVD-skrywer met die diode.
Stap 4. Verkry of monteer 'n bestuurdersbaan
Stap 5. Koppel die diode aan die dryfkring
U verbind die positiewe pen met die positiewe leiding van die bestuurderbaan en die negatiewe pen na die negatiewe leiding. Die plek van die pen verskil, of u nou met 'n rooi DVD-skrywer-diode of 'n blou Blu-Ray-skrywer-diode werk.
- Hou die diode vas met die penne wat na u toe wys, gedraai sodat die speldekoppe 'n driehoek maak wat na regs wys. Op beide diodes is die pen bo -aan die positiewe pen.
- Op die rooi DVD -skrywer -diode is die sentrale pen, wat die toppunt van die driehoek vorm, die negatiewe pen.
- Op die blou Blu-Ray-skrywersdiode is die onderste pen die negatiewe pen.
Stap 6. Koppel die kragbron aan die dryfbaan
Stap 7. Pas die lens aan om die laserstraal te fokus
Wenke
- Hoe kleiner u die laserstraal konsentreer, hoe kragtiger sal dit wees, maar dit sal slegs effektief wees op die afstand waarop u dit fokus. As u die balk op 'n afstand van 1 m fokus, sal dit slegs op 1 m effektief wees. As u nie u laser gebruik nie, moet u die lens fokus totdat die straal ongeveer die deursnee van 'n tafeltennisbal is.
- Om u gemonteerde laser te beskerm, moet u dit in 'n geval hou, soos 'n LED -flitslig of 'n batteryhouer, afhangende van hoe klein u bestuurdersbaan is.
Waarskuwings
- Moenie die laser op 'n weerkaatsende oppervlak skyn nie. 'N Laser is 'n ligstraal en kan dieselfde weerkaats as 'n ongerigte ligstraal, net met groter gevolge.
- Dra altyd 'n bril wat gegradeer is vir die golflengte van die straal van die laser waarmee u werk (in hierdie geval, die golflengte van die laserdiode). Laserbrille is in die komplementêre kleur van die balk: groen vir 'n rooi 650 nm laser, oranje-rooi vir 'n blou 405 nm laser. Moenie 'n lasmasker, gerookte glas of sonbril vervang met 'n laserbril nie.
- Moenie in die laserstraal kyk of in iemand anders se oë skyn nie. Klasse IIIb -lasers, die soort laser wat in hierdie artikel beskryf word, kan die oog beskadig, selfs as u 'n laserbril dra. Dit is ook onwettig om lasers van hierdie aard sonder onderskeid te wys.
