המילה "לייזר" היא ראשי תיבות של "הגברת אור על ידי פליטת קרינה מעוררת". הלייזר הראשון, באמצעות גליל אודם מצופה כסף כתהודה, פותח בשנת 1960 במעבדות המחקר יוז בקליפורניה. כיום, לייזרים משמשים למטרות החל ממדידה ועד קריאת נתונים מקודדים, וישנן מספר דרכים לייצר לייזר, בהתאם לתקציב ולכישורים שלך.
צעדים
חלק 1 מתוך 2: הבנת אופן הפעולה של לייזר
שלב 1. ספק מקור אנרגיה
לייזרים עובדים, או "לייז", על ידי גירוי האלקטרונים לפלוט אור באורך גל מסוים. (תהליך זה הוצע לראשונה בשנת 1917 על ידי אלברט איינשטיין.) כדי שאלקטרונים יפלטו אור, הם חייבים קודם כל לספוג אנרגיה כדי להגביר אותם למסלול גבוה יותר, ולאחר מכן לפרוק את האנרגיה כאור כשחוזרים למסלול המקורי שלהם. מקורות אנרגיה אלה ידועים בשם "משאבות".
- לייזרים קטנים, כגון אלה שבנגני CD ו- DVD ומצביעי לייזר, משתמשים במעגלים אלקטרוניים כדי לספק זרם חשמלי לדיודות, המשמשת כמשאבה.
- לייזרים של פחמן דו חמצני נשאבים עם פריקות חשמל כדי לעורר את האלקטרונים שלהם.
- לייזרים אקסימרים מקבלים את האנרגיה שלהם מתגובות כימיות.
- לייזרים הבנויים סביב גבישים או כוסות משתמשים במקורות אור חזקים כגון מנורות קשת או הבזק.
שלב 2. מתעל את האנרגיה באמצעות מדיום רווח
מדיום רווח, או מדיום לייזר פעיל, מגביר את עוצמת האור שנפלט על ידי האלקטרונים המעוררים. מדיה רווח יכולה להיות כל אחד מהפריטים הבאים:
- מוליכים למחצה העשויים מחומרים כגון גליום ארסניד, אלומיניום גליום ארסניד או אינדיום גליום ארסניד.
- גבישים כגון גליל האודם המשמש בלייזר מעבדות יוז. שימשו גם ספיר ונופך, כמו גם סיבי זכוכית אופטית. כוסות וגבישים אלה מטופלים ביונים של יסודות אדמה נדירים
- קרמיקה, שטופלה גם ביוני אדמה נדירים.
- נוזלים, בדרך כלל צובעים, אם כי לייזר אינפרא אדום הופק על ידי שימוש בג'ין וטוניק כמדיום ההגברה. קינוח ג'לטין (Jell-O) שימש גם בהצלחה כאמצעי רווח.
- גזים, כגון פחמן דו חמצני, חנקן, אדי כספית, או תערובת הליום-ניאון.
- תגובה כימית.
- קורות אלקטרונים.
- חומרים גרעיניים. לייזר אורניום הופק לראשונה בנובמבר 1960, שישה חודשים לאחר לייזר האודם הראשון.
שלב 3. הגדר מראות שיכילו את האור
מראות אלה, או תהודה, שומרות את האור בתוך תא הלייזר עד שהוא מצטבר לרמת האנרגיה הרצויה לשחרור, בין אם באמצעות צמצם זעיר באחת המראות ובין אם באמצעות עדשה.
- מערך התהודה הפשוט ביותר, המהוד הלינארי, משתמש בשתי מראות הממוקמות בצדדים מנוגדים של תא הלייזר. הוא מייצר קרן פלט אחת.
- התקנה מסובכת יותר, מהוד הטבעת, משתמשת בשלוש מראות או יותר. היא עשויה ליצור קרן אחת בעזרת מבודד אופטי או קורות מרובות.
שלב 4. השתמש בעדשת מיקוד כדי לכוון את האור דרך מדיום הרווח
יחד עם המראות, העדשה מסייעת בריכוז ובכוונת האור כך שמדיום הרווח יקבל כמה שיותר.
חלק 2 מתוך 2: בניית לייזר
שיטה ראשונה: בניית לייזר מתוך ערכה
שלב 1. מצא קמעונאי
אתה יכול ללכת לחנות אלקטרוניקה או לחפש באינטרנט "ערכת לייזר", "מודול לייזר" או "דיודת לייזר". ערכת הלייזר שלך צריכה לכלול את הדברים הבאים:
- מעגל נהגים. (זה נמכר לפעמים בנפרד מהרכיבים האחרים.) חפש מעגל נהג המאפשר לך להתאים את הזרם.
- דיודת לייזר.
- עדשה מתכווננת מזכוכית או מפלסטיק. בדרך כלל, הדיודה והעדשה ארוזים יחד בצינור קטן. (רכיבים אלה נמכרים לעתים בנפרד ממעגל הנהג.)
שלב 2. הרכיב את מעגל הנהג
ערכות לייזר רבות מחייבות אותך להרכיב את מעגל הנהג. ערכות אלה כוללות לוח מעגלים וחלקים נלווים ודורשות ממך להלחים אותו יחד, בהתאם לתרשים המצורף. ערכות אחרות עשויות שהמעגל כבר מורכב.
- אתה יכול גם לעצב מעגל נהגים משלך, אם יש לך את כישורי האלקטרוניקה לעשות זאת. מעגל הנהגים LM317 מספק תבנית טובה לעיצוב משלך. הקפד להשתמש במעגל נגד קבלים (RC) כדי להגן על תפוקת החשמל מפני קוצים.
- לאחר שהרכבת את מעגל הנהג, תוכל לבדוק אותו על ידי חיבורו ל דיודה פולטת אור (LED). אם הנורית לא נדלקת מיד, כוונן את הפוטנציומטר. אם זה לא פותר את הבעיה, בדוק שוב את המעגל כדי לראות שהכל מחובר כהלכה.
שלב 3. חבר את מעגל הנהג לדיודה
אם יש לך מולטימטר דיגיטלי, אתה יכול לחבר אותו למעגל כדי לעקוב אחר הזרם שהדיודה מקבלת. רוב הדיודות יכולות להכיל טווח של 30 עד 250 מיליאמפר (mA), בעוד שטווח של 100 עד 150 mA יפיק קרן מספיק חזקה.
בעוד שקרן חזקה יותר מהדיודה תייצר קרן חזקה יותר, הזרם הנוסף הדרוש ליצירת קרן זו ישרוף את הדיודה מהר יותר
שלב 4. חבר את מקור החשמל (סוללה) למעגל הנהג
הדיודה צריכה כעת להאיר בבהירות.
שלב 5. התאם את העדשה כדי למקד את קרן הלייזר
אם אתה מכוון לקיר, כוון עד להופעת נקודה יפה ובהירה.
לאחר שהתאמת את העדשה עד כאן, הניח גפרור בהתאם לקורה והתאם את העדשה עד שתראה את ראש הגפרור מתחיל לעשן. אתה יכול גם לנסות לפוצץ בלונים או לשרוף חורים בנייר
שיטה שניה: בניית לייזר עם דיודה שנמצאה
שלב 1. השג כותב DVD או Blu-Ray ישן
חפש יחידה עם מהירות כתיבה של 16x או יותר. ליחידות אלה יש דיודות בהספק של 150 מיליוואט (mW) ומעלה.
- לסופר DVD יש דיודה אדומה עם אורך גל של 650 ננומטר (nm).
- לסופר Blu-Ray יש דיודה כחולה באורך גל של 405 ננומטר.
- כותב ה- DVD צריך להיות פונקציונלי מספיק בכדי לכתוב דיסקים, אם כי לא בהכרח בהצלחה. (במילים אחרות, הדיודה שלו צריכה להיות פונקציונלית).
- אין להחליף קורא DVD, כותב תקליטורים או קורא תקליטורים עבור כותב ה- DVD. לקורא DVD יש דיודה אדומה, אך אינו חזק כמו כותב DVD. הדיודה של כותב התקליטורים מספיק חזקה, אך פולטת אור בטווח האינפרא אדום, מפתה אותך לחפש קרן שאינך יכול לראות.
שלב 2. הסר ממנו את הדיודה
הפוך את הכונן. תראה ארבעה ברגים או יותר שתצטרך להסיר אותם לפני שתוכל להפריד את הכונן ולקצור את הדיודה.
- לאחר הפרדת הכונן, תראה זוג מסילות מתכת שהוחזקו במקומן עם ברגים. אלה תומכים בהרכבת הלייזר. כאשר אתה מברג את המסילות, אתה יכול להסיר אותן ולהוציא את מכלול הלייזר.
- הדיודה תהיה קטנה יותר מאגורה. יש לו שלושה סיכות מתכת והוא עשוי להיות עטוף במעיל מתכת, עם או בלי חלון שקוף מגן, או שהוא עלול להיחשף.
- יהיה עליך לחטט את הדיודה מתוך מכלול הלייזר. ייתכן שיהיה קל יותר להסיר את גוף הקירור מהמכלול לפני שתנסה לחלץ את הדיודה. אם יש לך רצועת יד אנטי-סטטית, השתמש בה בעת הסרת הדיודה.
- התייחסו בזהירות לדיודה, יותר אם מדובר בדיודה חשופה. ייתכן שתרצה להחזיק מיכל אנטי סטטי להכניס את הדיודה עד שתוכל להרכיב את הלייזר שלך.
שלב 3. להשיג עדשת מיקוד
יהיה עליך להעביר את קרן הדיודה דרך עדשת מיקוד כדי להשתמש בה כלייזר. אתה יכול לעשות זאת באחת משתי דרכים:
- השתמש בזכוכית מגדלת כפוקוס. יהיה עליך להזיז את הזכוכית כדי למצוא את המקום הנכון לייצר קרן לייזר, ותצטרך לעשות זאת בכל פעם שאתה משתמש בלייזר שלך.
- קבל דיודת לייזר עם צריכת חשמל נמוכה, כגון 5 mW, הרכבת צינור עדשה והחלף את דיודת הכונן של דיודת הרכבה.
שלב 4. השג או הרכיב מעגל נהג
שלב 5. חבר את הדיודה למעגל הנהג
אתה מחבר את הסיכה החיובית להוביל החיובי ממעגל הנהג ואת הסיכה השלילית להובלה השלילית. מיקום הפין משתנה בהתאם לעובדה שאתה עובד עם דיודת כותב DVD אדומה או דיודת כח כותב Blu-Ray.
- החזק את הדיודה כשהסיכות מצביעות אליך, מסובבות כך שראשי הסיכות יוצרים משולש המצביע ימינה. בשתי הדיודות, הסיכה בחלק העליון היא הסיכה החיובית.
- על דיודת כותב ה- DVD האדומה, הסיכה המרכזית ביותר, המהווה את שיא המשולש, היא הסיכה השלילית.
- על דיודת הכתיבה הכחולה של Blu-Ray, הסיכה התחתונה היא הסיכה השלילית.
שלב 6. חבר את מקור החשמל למעגל הנהג
שלב 7. התאם את העדשה כדי למקד את קרן הלייזר
טיפים
- ככל שתרכז את קרן הלייזר קטן יותר, כך היא תהיה עוצמתית יותר, אך היא תהיה יעילה רק במרחק שתמקד אותה. אם תמקד את הקורה במרחק של 1 מ ', היא תהיה יעילה רק ב -1 מ'. כשאינך משתמש בלייזר שלך, פקד את העדשה עד שהקרן שהוא מייצר תהיה בערך בקוטר של כדור פינג פונג.
- כדי להגן על הלייזר המורכב שלך, תרצה לשמור אותו במארז כלשהו, כגון פנס LED או מחזיק סוללה, תלוי כמה קטן מעגל הנהג שלך.
אזהרות
- אין להאיר את הלייזר על משטח מחזיר אור. לייזר הוא קרן אור והוא יכול להשתקף כמו קרן אור לא ממוקדת, רק עם השלכות גדולות יותר.
- הרכיב תמיד משקפי ראייה שאורכו לאורך אורך הגל של קרן הלייזר שאיתה אתה עובד (במקרה זה, אורך הגל של דיודת הלייזר). משקפי הלייזר הם בצבע המשלים של הקרן: ירוק עבור לייזר אדום 650 ננומטר, כתום-אדום בלייזר כחול 405 ננומטר. אין להחליף מסכת ריתוך, זכוכית מעושנת או משקפי שמש למשקפי לייזר.
- אל תסתכל לתוך קרן הלייזר ואל תאיר אותה בעיניים של מישהו אחר. לייזרים מסוג IIIb, סוג הלייזר המתואר במאמר זה, יכול לפגוע בעין, גם כאשר מרכיבים משקפי לייזר. זה גם לא חוקי להצביע על לייזרים מהסוג הזה ללא הבחנה.
