Sisältö
- vaiheet
- 1. osa Kuinka laser toimii?
- Osa 2 Tee laser
- Osta paketti laserin kiinnittämistä varten
- Rakenna laser palautusdiodilla
Sana "laser" on oikeastaan nimitys "valon vahvistuminen säteilyn stimuloidulla säteilyllä", ranskan kielellä "valon vahvistus stimuloidulla säteilyn säteilyllä". Ensimmäinen laser kehitettiin vuonna 1960 Hughes Research Laboratories -yhtiössä Kaliforniassa käyttämällä hopeapinnoitettua rubiinisylinteriä, joka toimi resonaattorina. Tällä hetkellä lasereita käytetään moniin tarkoituksiin, esimerkiksi koodatun datan mittaamiseen tai lukemiseen, ja omalla laserillasi on monia tapoja valmistaa taidot ja budjetti.
vaiheet
1. osa Kuinka laser toimii?
-
Hanki itsellesi energialähde. Laser on seurausta elektronien stimulaatiosta, joka säteilee valoa tietyllä aallolla. (Tämän prosessin kuvasi ensimmäisen kerran Albert Einstein vuonna 1917). Jotta elektronit lähettäisivät valoa, niiden on ensin absorboitava tarpeeksi energiaa asettaakseen ne korkeammalle kiertoradalle, missä ne purkavat kyseisen energian takaisin alkuperäiselle kiertoradallaan. Näitä energialähteitä kutsutaan "pumpuiksi".- Pienimuotoiset laserit, kuten CD- ja DVD-levyjen lukemiseen tarkoitetut, sekä laserosoittimet, käyttävät elektronisia piirejä virran syöttämiseen diodeille, jotka toimivat pumppuina.
- Hiilidioksidilaserit käyttävät sähköiskuja elektronien virittämiseen.
- Excimer-laserit saavat energiansa kemiallisista reaktioista.
- Kristallien tai lasin ympärille rakennetut laserit käyttävät voimakkaita valonlähteitä, kuten kaari tai sähköinen taskulamppu.
-
Vie energia vahvistimen läpi. Vahvistava väliaine vahvistaa stimuloitujen elektronien tuottaman valon voimaa. Vahvistusväliaine voidaan valmistaa seuraavista elementeistä:- Puolijohteet, jotka on valmistettu galliumgalliumilla, alumiinigalliumilla tai alumiinidindiumilla.
- Kiteet, kuten rubiinisylinteri, jota käytetään Hughes Research Lab -laseriin. On myös mahdollista käyttää safiiria ja granaattia tai optista lasikuitua. Näitä laseja ja kiteitä on aikaisemmin käsitelty harvinaisten metallien ioneilla.
- Keramiikat, joita on myös käsitelty harvinaisilla metalli-ioneilla.
- Nesteet, useimmiten väriaineet, laser on jopa valmistettu käyttämällä gin-tonicia vahvistusaineena. On jopa ollut mahdollista käyttää ruokagelatiinia vahvistusaineena.
- Kaasut, kuten hiilidioksidi, typpi, elohopeahöyry tai neonin ja heliumin seos.
- Kemialliset reaktiot.
- Elektronisuihkut.
- Ydinmateriaalit. Duraniumpohjainen laser valmistettiin ensimmäisen kerran marraskuussa 1960, vain kuusi kuukautta sen jälkeen, kun ensimmäinen laser tehtiin ruby-sylinterillä.
-
Aseta peilit valon pitämiseksi. Nämä peilit, joita kutsutaan resonaattoreiksi, pitävät valoa laserkammion sisällä, kunnes se saavuttaa halutun tehotason ennen kuin ne vapautetaan, joko pienen aukon kautta yhdessä näistä peileistä tai linssin läpi.- Yksinkertaisin resonaattorijärjestely, lineaarinen resonaattori, asetetaan käyttämällä kahta peiliä, joista kukin on sijoitettu laserkammion vastakkaiselle puolelle. Tämän tyyppinen laser tuottaa vain yhden lähdön.
- Rengasresonaattori, monimutkaisempi resonaattorijärjestely, vaatii kolme tai useampia peilejä. Se voi luoda yhden säteen, käyttämällä optista erottinta tai useita keinoja.
-
Käytä lähentyvää linssiä ohjaamaan valoa vahvistimen läpi. Peilien lisäksi linssi auttaa tarkentamaan ja ohjaamaan valoa siten, että vahvistusaine vastaanottaa niin paljon kuin mahdollista.
Osa 2 Tee laser
Osta paketti laserin kiinnittämistä varten
-
Kysy löytää myyjä. Voit mennä verkkokauppaan tai etsiä verkossa kirjoittamalla "laser kit", "laser module" tai "laser diode". Seuraavien esineiden tulisi löytää laserlaatikkosarjasta:- Ohjauskortti (sen voi joskus myydä erikseen). Hanki ohjauskortti, jonka avulla voit säätää sähkövirtaa.
- Laserdiodi.
- Säädettävä muovi tai lasi. Yleensä diodi ja linssi on pakattu yhteen pieneen putkeen (näitä komponentteja voidaan joskus myydä erikseen ilman ohjauskorttia).
-
Asenna ohjauskortti. Sinun on koottava ohjauskortti useimmille kit-lasereille. Nämä sarjat sisältävät kortin ja sen komponentit, jotka sinun täytyy hitsata mukana toimitetun kaavion mukaisesti. Löydät ohjauskortin valmiina muista sarjoista.- Voit myös tehdä oman valvontakartan, jos sinulla on tähän tehtävään tarvittavat sähköiset taidot. Voit esimerkiksi ottaa mallin LM317-ohjauskortista tehdäksesi oman kortin. Varmista, että käytät RC-virtapiiriä valonlähteen suojaamiseksi mahdollisilta sähköiskuilta.
- Kun olet koottanut ohjauskortin, voit testata sitä kytkemällä sen valoa lähettävään diodiin (LED). Jos LED ei syty heti, säädä potentiometriä. Jos tämä ei edelleenkään ratkaise ongelmaa, tarkista kortti uudelleen varmistaaksesi, että olet kytkenyt komponentit oikein.
-
Kytke ohjauskortti diodiin. Jos sinulla on digitaalinen yleismittari, voit kytkeä sen korttiin tarkistaaksesi diodin vastaanottaman virran voimakkuuden. Useimmat diodit toimivat hyvin virratason ollessa välillä 30–250 milliampeeria (mA), tietäen, että 100–150 mA virta riittää säteen virittämiseen.- Vaikka suurempi intensiteetti tuottaa voimakkaamman säteen, diodin läpi virtaava lisävirta lyhentää sen käyttöikää.
-
Kytke virtalähde (akku) ohjauskorttiin. Diodin pitäisi paistaa kirkkaasti. -
Säädä linssi lasersäteen luomiseksi. Jos osoitat laseria kohti seinää, säädä linssiä, kunnes näet mukavan, terävän pisteen.- Kun olet säätänyt palkkia, laita tulitikku palkin läpi ja säädä linssiä, kunnes ottelu tupakoi. Voit myös kokeilla popping-ilmapalloja tai puhkaista paperin.
Rakenna laser palautusdiodilla
-
Hanki vanha DVD- tai Blu-Ray-tallentin. Yritä löytää sellainen, jonka kirjoitusnopeus on vähintään 16X. Tällaisessa laitteessa on diodeja, jotka tarjoavat vähintään 150 milliwattin (mW) tehon.- DVD-tallentimessa on punainen diodi, jonka aallonpituus on 650 nanometriä (nm).
- Blu-Ray-tallentimessa on sininen diodi, jonka aallonpituus on 405 nm.
- Palautettavan DVD-tallentimen on silti pystyttävä kopioimaan DVD-levyjä, vaikka se ei toimisi joka kerta (toisin sanoen diodin on oltava toimintakunnossa).
- Älä käytä DVD-soitinta, CD-soitinta tai CD-tallentinta DVD-tallentimen kanssa. DVD-soittimessa on myös punainen LED, joka ei kuitenkaan ole yhtä tehokas kuin DVD-tallentimen LED. CD-tallentimen diodi on riittävän voimakas, mutta se säteilee infrapunavaloa, joka tuottaa säteen, jota et näe.
-
Pura diodi. Käännä kortti. Näet neljä tai useampia ruuveja, jotka sinun on irrotettava kortin erottamiseksi ja diodin palauttamiseksi.- Kun olet poistanut kortin, näet parin metallikiskoa, jotka kiinnitetään ruuveilla. He yhdistävät elementit keskenään. Kun irrotat kiskot, voit poistaa ne ja poistaa sitten laserin.
- Diodi on pienempi kuin yksi sentti. Siinä on kolme metallinastaa ja se voidaan upottaa metallitukeen, peittää tai olla suojaamatonta lasia, joka suojaa, tai se voidaan asentaa ilman minkäänlaista suojausta.
- Diodi on poistettava muista komponenteista. Jäähdyttimen poistaminen voi olla helpompaa ennen diodin poistamista. Jos sinulla on antistaattinen rannehihna, käytä sitä poistaessasi diodi.
- Käsittele diodia huolellisesti ja vielä huolellisemmin, jos diodi ei ole suojattu. Sinun tulisi pitää diodi antistaattisessa astiassa, kunnes haluat käyttää sitä laserillesi.
-
Hanki yhtenäinen linssi. Sinun on tarkennettava diodin säde lähentyvän linssin läpi saadaksesi laser. Päästäksesi sinne on useita tapoja:- Käytä suurennuslasia Sinun on siirrettävä suurennuslasi palkin edessä löytääksesi sen ihanteellisen sijainnin laserin tuottamiseksi ja joudut aloittamaan uudelleen joka kerta.
- Hanki kokoonpanosarja, jossa on linssi putkessa ja pienitehoinen diodi (esimerkiksi 5 mW), ja korvaa DVD-tallentimesi diodi sillä.
-
Hanki ohjauskortti tai asenna se. -
Kytke diodi ohjauskorttiin. Liitä positiivinen nasta ohjauskortin positiiviseen reunaan ja negatiivinen nasta negatiiviseen reunaan. Huomaat, että nastat sijaitsevat diodin eri paikoissa riippuen siitä, oletko valinnut punaisen diodin DVD-tallentimen vai sinisen diodin Blu-ray-tallentimen.- Pidä diodi nastat edessäsi, käännä sitten ne niin, että nastat muodostavat kolmion, joka osoittaa oikealle. Kummassakin diodityypissä positiivinen nasta on yläosassa.
- Jos sinulla on punainen DVD-tallentimen diodi, keskimmäinen nasta, joka muodostaa kolmion kärjen, on negatiivinen nasta.
- Pohjatappi on Blu-Ray-tallentimen diodin negatiivinen nappi.
-
Kytke virtalähde ohjauskorttiin. -
Säädä linssi lasersäteen säätämiseksi.