Направете ласерски зрак. Од што може да се направи метален ласерски секач? Направете си моќен ласер

Денес ќе разговараме за тоа како да направите моќен зелен или син ласер сами дома од отпадни материјали со свои раце. Ќе ги разгледаме и цртежите, дијаграмите и дизајнот на домашни ласерски покажувачи со запален зрак и домет до 20 km

Основата на ласерскиот уред е оптички квантен генератор, кој, користејќи електрична, топлинска, хемиска или друга енергија, произведува ласерски зрак.

Ласерската работа се заснова на феноменот на присилно (индуцирано) зрачење. Ласерското зрачење може да биде континуирано, со постојана моќност или импулсно, достигнувајќи екстремно високи врвни моќи. Суштината на феноменот е дека возбудениот атом е способен да емитира фотон под влијание на друг фотон без негова апсорпција, ако енергијата на вториот е еднаква на разликата во енергиите на нивоата на атомот пред и по радијација. Во овој случај, емитираниот фотон е кохерентен со фотонот што го предизвикал зрачењето, односно тоа е негова точна копија. На овој начин светлината се засилува. Овој феномен се разликува од спонтано зрачење, во кое емитираните фотони имаат случајни насоки на ширење, поларизација и фаза
Веројатноста дека случаен фотон ќе предизвика стимулирана емисија од возбуден атом е точно еднаква на веројатноста за апсорпција на овој фотон од атом во невозбудена состојба. Затоа, за да се засили светлината, неопходно е да има повеќе возбудени атоми во медиумот отколку невозбудени. Во состојба на рамнотежа, оваа состојба не е задоволена, па затоа користиме различни системипумпање на ласерскиот активен медиум (оптички, електричен, хемиски, итн.). Во некои шеми, ласерскиот работен елемент се користи како оптички засилувач за зрачење од друг извор.

Нема надворешен проток на фотони во квантен генератор. Во зависност од изворите, постојат различни методи на пумпање:
оптичка - моќна блиц светилка;
испуштање гас во работната супстанција (активен медиум);
вбризгување (пренос) на носачи на струја во полупроводник во зоната
r-n транзиција X;
електронско возбудување (зрачење на чист полупроводник во вакуум со проток на електрони);
термички (загревање на гас проследено со брзо ладење;
хемиски (користење енергија хемиски реакции) и некои други.

Примарниот извор на генерирање е процесот на спонтана емисија, затоа, за да се обезбеди континуитет на генерации фотони, неопходно е постоење на позитивен фидбек, поради што емитираните фотони предизвикуваат последователни чинови на индуцирана емисија. За да го направите ова, ласерскиот активен медиум се става во оптичка празнина. Во наједноставен случај, се состои од две огледала, од кои едното е проѕирно - преку него ласерскиот зрак делумно излегува од резонаторот.

Рефлектирајќи се од огледалата, зракот на зрачење постојано поминува низ резонаторот, предизвикувајќи индуцирани транзиции во него. Зрачењето може да биде или континуирано или импулсно. Во исто време, користејќи разни уредиЗа брзо исклучување и вклучување на повратните информации и со тоа намалување на периодот на импулсите, можно е да се создадат услови за генерирање на зрачење со многу висока моќност - тоа се таканаречените гигантски импулси. Овој режим на ласерска работа се нарекува режим на префрлување Q.
Ласерскиот зрак е кохерентен, монохроматски, поларизиран, тесно насочен светлосен флукс. Со еден збор, ова е зрак светлина што се емитува не само од синхрони извори, туку и во многу тесен опсег, и насочно. Еден вид екстремно концентриран светлосен флукс.

Зрачењето генерирано од ласерот е монохроматско, веројатноста за емисија на фотон со одредена бранова должина е поголема од онаа на блиску лоциран, поврзана со проширувањето на спектралната линија, а веројатноста за индуцирани транзиции на оваа фреквенција исто така има максимум. Затоа, постепено во текот на процесот на генерирање, фотоните со дадена бранова должина ќе доминираат над сите други фотони. Дополнително, поради посебниот распоред на огледалата, во ласерскиот зрак се задржуваат само оние фотони кои се шират во насока паралелна со оптичката оска на резонаторот. кратко растојаниеод него, преостанатите фотони брзо го напуштаат волуменот на шуплината. Така, ласерскиот зрак има многу мал агол на дивергенција. Конечно, ласерскиот зрак има строго дефинирана поларизација. За да го направите ова, различни поларизатори се воведуваат во резонаторот, на пример, тие можат да бидат рамни стаклени плочи инсталирани под агол на Брустер во насока на ширење на ласерскиот зрак.

Работната бранова должина на ласерот, како и другите својства, зависат од тоа каква работна течност се користи во ласерот. Работната течност се „испумпува“ со енергија за да се произведе ефект на инверзија на електронските популации, што предизвикува стимулирана емисија на фотони и ефект на оптичко засилување. Наједноставна формаОптичкиот резонатор се состои од две паралелни огледала (исто така може да има четири или повеќе од нив) сместени околу ласерската работна течност. Стимулираното зрачење на работната течност се рефлектира назад од огледалата и повторно се засилува. До моментот кога ќе излезе, бранот може да се рефлектира многу пати.

Значи, накратко да ги формулираме условите неопходни за создавање извор на кохерентна светлина:

ви треба работна супстанција со превртена популација. Само тогаш може да се постигне засилување на светлината преку принудни транзиции;
работната супстанција треба да се постави помеѓу огледалата кои даваат повратна информација;
засилувањето дадено од работната супстанција, што значи дека бројот на возбудени атоми или молекули во работната супстанција мора да биде поголем од прагот во зависност од коефициентот на рефлексија на излезното огледало.

Следниве типови на работни течности може да се користат при дизајнирање на ласери:

Течност. Се користи како работна течност, на пример, во ласери за боја. Составот вклучува органски растворувач (метанол, етанол или етилен гликол) во кој се раствораат хемиски бои (кумарин или родамин). Работната бранова должина на течните ласери се одредува според конфигурацијата на молекулите на бојата што се користат.

Гасови. Конкретно, мешавини од јаглерод диоксид, аргон, криптон или гас, како кај хелиум-неонските ласери. „Пумпањето“ со енергијата на овие ласери најчесто се врши со помош на електрични празнења.
Цврсти материи (кристали и чаши). Цврстиот материјал на таквите работни течности се активира (допинг) со додавање на мала количина на јони на хром, неодимиум, ербиум или титаниум. Најчесто користени кристали се: итриум алуминиум гранат, литиум итриум флуорид, сафир (алуминиум оксид) и силикатно стакло. Ласерите во цврста состојба обично се „пумпаат“ со блиц ламба или друг ласер.

Полупроводници. Материјал во кој транзицијата на електроните помеѓу енергетските нивоа може да биде придружена со зрачење. Полупроводничките ласери се многу компактни и „пумпани“ од електрична струја, што им овозможува да се користат во потрошувачки уреди како ЦД-плеери.

За да го претворите засилувачот во осцилатор, неопходно е да се организираат повратни информации. Кај ласерите, тоа се постигнува со поставување на активната супстанција помеѓу рефлектирачките површини (огледала), формирајќи таканаречен „отворен резонатор“ поради фактот што дел од енергијата што ја емитува активната супстанција се рефлектира од огледалата и повторно се враќа во активната супстанција

Ласерот користи оптички резонатори од различни типови - со рамни огледала, сферични, комбинации на рамни и сферични итн. Кај оптичките резонатори кои даваат повратна информација во ласерот, може да се возбудат само одредени видови осцилации електромагнетно поле, кои се нарекуваат природни осцилации или режими на резонаторот.

Режимите се карактеризираат со фреквенција и форма, т.е. просторна дистрибуција на вибрации. Во резонатор со рамни огледала, типовите на осцилации што одговараат на рамни бранови што се шират по оската на резонаторот се претежно возбудени. Систем од две паралелни огледала резонира само на одредени фреквенции - а во ласерот исто така ја игра улогата што осцилаторното коло ја игра кај конвенционалните нискофреквентни генератори.

Употребата на отворен резонатор (а не затворен - затворена метална шуплина - карактеристика на опсегот на микробранови) е фундаментална, бидејќи во оптичкиот опсег резонатор со димензии L = ? (L е карактеристичната големина на резонаторот, ? е брановата должина) едноставно не може да се произведе, а на L >> ? затворениот резонатор ги губи своите резонантни својства, бидејќи бројот можни типовиосцилациите стануваат толку големи што се преклопуваат.

Отсуството на странични ѕидови значително го намалува бројот на можни видови осцилации (режими) поради фактот што брановите што се шират под агол на оската на резонаторот брзо ги надминуваат неговите граници и овозможуваат одржување на резонантните својства на резонаторот на L >> ?. Сепак, резонаторот во ласерот не само што обезбедува повратна информација со враќање на зрачењето рефлектирано од огледалата до активната супстанција, туку го одредува и спектарот на ласерското зрачење, неговите енергетски карактеристики и насоката на зрачењето.
При наједноставно приближување на рамен бран, условот за резонанца во резонатор со рамни огледала е цел број полубранови да се вклопи по должината на резонаторот: L=q(?/2) (q е цел број) , што доведува до израз за фреквенцијата на типот на осцилација со индекс q: ?q=q(C/2L). Како резултат на тоа, спектарот на зрачење на светлината, по правило, е збир на тесни спектрални линии, интервалите помеѓу кои се идентични и еднакви на c/2L. Бројот на линии (компоненти) за дадена должина L зависи од својствата на активниот медиум, т.е. од спектарот на спонтана емисија при користената квантна транзиција и може да достигне неколку десетици и стотици. Под одредени услови, се покажува дека е можно да се изолира една спектрална компонента, т.е. Спектралната ширина на секоја компонента е одредена од загубите на енергија во резонаторот и, пред сè, од преносот и апсорпцијата на светлината од огледалата.

Фреквентниот профил на засилување во работната супстанција (се определува со ширината и обликот на линијата на работната супстанција) и множеството природни фреквенции на отворениот резонатор. За отворени резонатори со висококвалитетен фактор што се користи во ласерите, проодната лента на резонаторот ??p, која ја одредува ширината на кривите на резонанца на поединечните режими, па дури и растојанието помеѓу соседните режими ??h, излегува дека е помало од ширината на линијата на засилување ??h, па дури и кај гасните ласери, каде што проширувањето на линијата е најмало. Затоа, неколку видови осцилации на резонатор влегуваат во колото за засилување.

Така, ласерот не мора да генерира на една фреквенција почесто, напротив, генерирањето се јавува истовремено при неколку видови осцилации, за што засилувањето; повеќе загуби во резонаторот. За да може ласерот да работи на една фреквенција (во режим на една фреквенција), потребно е, по правило, да се преземат посебни мерки (на пример, да се зголемат загубите, како што е прикажано на слика 3) или да се промени растојанието помеѓу огледалата. така што само еден влегува во колото за засилување. Бидејќи во оптика, како што е наведено погоре, ?h > ?p и фреквенцијата на генерирање во ласерот се определува главно од фреквенцијата на резонаторот, за да се одржи фреквенцијата на генерирање стабилна, неопходно е да се стабилизира резонаторот. Значи, ако добивката во работната супстанција ги покрива загубите во резонаторот за одредени видови осцилации, на нив се јавува генерирање. Семето за неговото појавување е, како и кај секој генератор, бучава, што претставува спонтана емисија во ласерите.
За да може активниот медиум да емитува кохерентна монохроматска светлина, неопходно е да се воведе повратна информација, т.е. дел од светлосниот флукс емитиран од овој медиум се насочува назад во медиумот за да произведе стимулирана емисија. Позитивните повратни информации се вршат со помош на оптички резонатори, кои во елементарната верзија се две коаксијално (паралелни и по иста оска) огледала, од кои едното е проѕирно, а другото е „глуво“, односно целосно го рефлектира светлосниот флукс. Работната супстанција (активен медиум), во која се создава инверзна популација, се поставува помеѓу огледалата. Стимулираното зрачење поминува низ активниот медиум, се засилува, се рефлектира од огледалото, повторно поминува низ медиумот и дополнително се засилува. Преку проѕирно огледало дел од зрачењето се емитува во надворешна средина, а дел од него се рефлектира назад во медиумот и повторно се засилува. Под одредени услови, флуксот на фотони во работната супстанција ќе почне да се зголемува како лавина и ќе започне генерирањето на монохроматска кохерентна светлина.

Принципот на работа на оптичкиот резонатор, доминантниот број на честички на работната супстанција, претставени со отворени кругови, се во основна состојба, т.е. на пониско енергетско ниво. Само не голем број начестичките, претставени со темни кругови, се во електронски возбудена состојба. Кога работната супстанција е изложена на извор на пумпање, поголемиот дел од честичките преминуваат во возбудена состојба (бројот на темни кругови е зголемен) и се создава инверзна популација. Следно (сл. 2в) се јавува спонтана емисија на некои честички кои се јавуваат во електронски возбудена состојба. Зрачењето насочено под агол на оската на резонаторот ќе ја напушти работната супстанција и резонаторот. Зрачењето, кое е насочено по оската на резонаторот, ќе се приближи до површината на огледалото.

За проѕирно огледало, дел од зрачењето ќе помине низ него животната средина, а дел од него ќе се рефлектира и повторно ќе се насочи во работната супстанција, вклучувајќи честички во возбудена состојба во процесот на стимулирана емисија.

Кај „глувото“ огледало, целиот флукс на зрачење ќе се рефлектира и повторно ќе помине низ работната супстанција, предизвикувајќи зрачење од сите преостанати возбудени честички, што ја рефлектира ситуацијата кога сите возбудени честички се откажале од својата складирана енергија и на излезот од резонаторот, на страната на проѕирното огледало, беше формиран моќен флукс на индуцирано зрачење.

Главните структурни елементи на ласерите вклучуваат работна супстанција со одредени енергетски нивоа на нивните составни атоми и молекули, извор на пумпа што создава инверзија на населението во работната супстанција и оптичка празнина. Има голем број на различни ласери, но сите имаат исти и едноставни Шематски дијаграмуред, кој е прикажан на сл. 3.

Исклучок се полупроводничките ласери поради нивната специфичност, бидејќи сè за нив е посебно: физиката на процесите, методите на пумпање и дизајнот. Полупроводниците се кристални формации. Во поединечен атом, енергијата на електронот добива строго дефинирани дискретни вредности, и затоа енергетските состојби на електронот во атомот се опишани на јазикот на нивоата. Во полупроводнички кристал, нивоата на енергија формираат енергетски појаси. Во чист полупроводник кој не содржи никакви нечистотии, постојат две ленти: таканаречената валентна лента и проводната лента која се наоѓа над него (на енергетската скала).

Помеѓу нив постои јаз од забранети енергетски вредности, што се нарекува bandgap. При температура на полупроводникот еднаква на апсолутна нула, валентниот опсег треба да биде целосно исполнет со електрони, а проводниот опсег треба да биде празен. Во реални услови, температурата е секогаш над апсолутната нула. Но, зголемувањето на температурата доведува до термичко возбудување на електроните, некои од нив скокаат од валентниот опсег до лентата на спроводливост.

Како резултат на овој процес, одреден (релативно мал) број на електрони се појавува во проводниот опсег, а соодветен број на електрони ќе недостасуваат во валентниот опсег додека тој целосно не се пополни. Празното место на електрони во валентниот опсег е претставено со позитивно наелектризирана честичка, која се нарекува дупка. Квантната транзиција на електрон низ јазот на лентата од дното кон врвот се смета како процес на генерирање на пар електрон-дупка, со електрони концентрирани на долниот раб на проводната лента и дупки на горниот раб на валентната лента. Транзициите низ забранетата зона се можни не само од дното кон врвот, туку и од врвот до дното. Овој процес се нарекува рекомбинација на електронска дупка.

Кога чист полупроводник е зрачен со светлина чија фотонска енергија малку го надминува јазот на опсегот, во полупроводничкиот кристал може да се појават три типа на интеракција на светлината со материјата: апсорпција, спонтана емисија и стимулирана емисија на светлина. Првиот тип на интеракција е возможен кога фотонот се апсорбира од електрон лоциран во близина на горниот раб на валентната лента. Во овој случај, енергетската моќ на електронот ќе стане доволна за надминување на јазот на опсегот и ќе направи квантна транзиција кон проводниот опсег. Спонтаната емисија на светлина е можна кога електрон спонтано се враќа од проводниот опсег во валентниот опсег со емисија на енергетски квант - фотон. Надворешното зрачење може да иницира транзиција кон валентниот појас на електронот лоциран во близина на долниот раб на проводната лента. Резултатот од овој трет тип на интеракција на светлината со полупроводничката супстанција ќе биде раѓањето на секундарен фотон, идентичен по неговите параметри и насока на движење со фотонот што ја иницирал транзицијата.

За да се генерира ласерско зрачење, неопходно е да се создаде инверзна популација на „работни нивоа“ во полупроводникот - да се создаде доволно висока концентрација на електрони на долниот раб на проводната лента и соодветно висока концентрација на дупки на работ на валентна лента. За овие цели, чистите полупроводнички ласери обично се пумпаат со проток на електрони.

Резонаторските огледала се полирани рабови на полупроводничкиот кристал. Недостаток на таквите ласери е што генерираат многу полупроводнички материјали ласерско зрачењесамо со многу ниски температури, а бомбардирањето на полупроводнички кристали од млаз електрони предизвикува негово големо загревање. Ова бара дополнителни уреди за ладење, што го комплицира дизајнот на уредот и ги зголемува неговите димензии.

Својствата на полупроводниците со нечистотии значително се разликуваат од својствата на нечистотијата, чистите полупроводници. Ова се должи на фактот дека атомите на некои нечистотии лесно донираат еден од нивните електрони на проводниот опсег. Овие нечистотии се нарекуваат донорски нечистотии, а полупроводникот со такви нечистотии се нарекува n-полупроводник. Атомите на други нечистотии, напротив, зафаќаат еден електрон од валентниот опсег, а таквите нечистотии се акцептор, а полупроводник со такви нечистотии е p-полупроводник. Нивото на енергија на атомите на нечистотија се наоѓа внатре во јазот на лентата: за n-полупроводници - во близина на долниот раб на проводната лента, за /-полупроводници - во близина на горниот раб на валентната лента.

Ако во овој регион се создаде електричен напон така што има позитивен пол на страната на p-полупроводникот и негативен пол на страната на n-полупроводникот, тогаш под влијание на електричното поле електроните од n- полупроводникот и дупките од /^-полупроводникот ќе се преместат (инјектираат) во регионот на транзиција p-n.

Кога електроните и дупките се рекомбинираат, ќе се емитираат фотони, а во присуство на оптички резонатор, може да се генерира ласерско зрачење.

Огледалата на оптичкиот резонатор се полирани лица на полупроводничкиот кристал, ориентирани нормално на рамнината на pn-спојот. Таквите ласери се минијатурни, бидејќи големината на полупроводникот активен елементможе да биде околу 1 мм.

Во зависност од карактеристиката што се разгледува, сите ласери се поделени на следниов начин).

Првиот знак. Вообичаено е да се прави разлика помеѓу ласерски засилувачи и генератори. Кај засилувачите слабото ласерско зрачење се испорачува на влезот и соодветно се засилува на излезот. Нема надворешно зрачење во генераторите, тоа се појавува во работната супстанција поради неговото возбудување со користење на различни извори на пумпа. Сите медицински ласерски уреди се генератори.

Вториот знак е физичката состојба на работната супстанција. Во согласност со ова, ласерите се поделени на цврста состојба (рубин, сафир, итн.), гас (хелиум-неон, хелиум-кадмиум, аргон, јаглерод диоксид итн.), течен (течен диелектрик со нечистотии работни атоми од ретки земјени метали) и полупроводници (арсенид-галиум, галиум арсенид фосфид, олово селенид итн.).

Методот на возбудување на работната супстанција е трет белегласери. Во зависност од изворот на побудување, се разликуваат ласерите: оптички пумпани, испумпани со празнење на гас, електронско возбудување, вбризгување на носачи на полнеж, термички пумпани, хемиски пумпани и некои други.

Ласерскиот емисионски спектар е следната класификација карактеристика. Ако зрачењето е концентрирано во тесен опсег на бранови должини, тогаш ласерот се смета за монохроматски и неговите технички податоци укажуваат на одредена бранова должина; ако е во широк опсег, тогаш ласерот треба да се смета за широкопојасен интернет и е означен опсегот на бранова должина.

Врз основа на природата на емитираната енергија, се разликуваат импулсни ласери и ласери со континуирано зрачење. Концептите на импулсен ласер и ласер со фреквентна модулација на континуирано зрачење не треба да се мешаат, бидејќи во вториот случај во суштина добиваме интермитентно зрачење со различни фреквенции. Пулсирани ласери имаат висока моќноство еден пулс, достигнувајќи 10 W, додека нивната просечна моќност на пулсот, одредена со соодветните формули, е релативно мала. За ласери модулирани со континуирана фреквенција, моќноста во таканаречениот пулс е помала од моќноста на континуираното зрачење.

Врз основа на просечната излезна моќност на зрачење (следната карактеристика на класификација), ласерите се поделени на:

· високо-енергетски (генерирана густина на флукс, моќност на зрачење на површината на објект или биолошки објект - над 10 W/cm2);

· средна енергија (густина на флукс на моќност на генерирана радијација - од 0,4 до 10 W/cm2);

· ниско-енергетски (генерираната густина на флуксот на моќноста на зрачењето е помала од 0,4 W/cm2).

· мека (зрачење на генерирана енергија - E или густина на флукс на моќност на озрачената површина - до 4 mW/cm2);

· просек (Е - од 4 до 30 mW/cm2);

· тешко (Е - повеќе од 30 mW/cm2).

Во согласност со „Санитарните норми и правила за дизајнирање и работа на ласери бр. 5804-91“, ласерите се поделени во четири класи според степенот на опасност од создаденото зрачење за оперативниот персонал.

Ласерите од прва класа вклучуваат такви технички уреди чиј излез зрачењето кое е поврзано (ограничено во ограничен цврст агол) не претставува опасност при зрачењето на човечките очи и кожа.

Ласери од втора класа се уреди чие излезно зрачење претставува опасност при зрачењето на очите со директно и спекуларно рефлектирано зрачење.

Ласери од трета класа се уреди чие излезно зрачење претставува опасност при зрачење на очите со директно и спекуларно рефлектирано, како и дифузно рефлектирано зрачење на растојание од 10 cm од дифузно рефлектирачка површина и (или) кога се зрачи на кожата со директно и спекуларно рефлектирано зрачење.

Ласери четврто одделение- тоа се уреди чие излезно зрачење претставува опасност кога кожата е озрачена со дифузно рефлектирано зрачење на растојание од 10 cm од дифузно рефлектирачката површина.

Човекот научил многу технички пронајдоци со набљудување природни феномени, анализирајќи ги и применувајќи ги стекнатите знаења во околната реалност. Така човекот стекнал способност да запали оган, создал тркало, научил да произведува електрична енергија и стекнал контрола над нуклеарната реакција.

За разлика од сите овие пронајдоци, ласерот нема аналози во природата. Нејзината појава беше поврзана исклучиво со теоретски претпоставки во рамките на појавните квантна физика. Постоењето на принципот што ја формираше основата на ласерот беше предвидено на почетокот на дваесеттиот век од најголемиот научникот АлбертАјнштајн.

Зборот „ласер“ се појави како резултат на намалување на пет зборови кои ја опишуваат суштината на физичкиот процес до првите букви. На руски, овој процес се нарекува „засилување на светлината со стимулирана емисија“.

Според својот принцип на работа, ласерот е генератор на квантен фотони. Суштината на феноменот што лежи во него е дека, под влијание на енергија во форма на фотон, атом испушта друг фотон, кој е идентичен со првиот во насока на движење, неговата фаза и поларизација. Како резултат на тоа, емитираната светлина е засилена.

Овој феномен е невозможен во услови на термодинамичка рамнотежа. За создавање на индуцирано зрачење се користат различни методи: електрични, хемиски, гасни и други. Ласери кои се користат во домашни услови (ласерски диск драјвови, ласерски печатачи) употреба метод на полупроводницистимулација на зрачење под влијание на електрична струја.

Принципот на работа е дека воздухот тече низ грејачот во цевката со пиштол за топол воздух и, откако ги достигна поставените температури, влегува во делот што се леме преку специјални млазници.

Ако се појават дефекти, инвертерот за заварување може да се поправи со свои раце. Може да се прочитаат совети за поправка.

Покрај тоа, неопходна компонента на секој полноправен ласер е оптички резонатор, чија функција е да го засили зракот светлина со тоа што ќе го рефлектира повеќе пати. За таа цел, ласерските системи користат огледала.

Треба да се каже дека создавањето вистински моќен ласер со свои раце дома е нереално. За да го направите ова, треба да имате посебно знаење, спроведете сложени пресметки, имаат добра материјално-техничка база.

На пример, ласерските машини кои можат да сечат метал се многу жешки и бараат екстремни мерки за ладење, вклучително и употреба на течен азот. Покрај тоа, уредите кои работат врз основа на квантниот принцип се крајно каприциозни и бараат најдоброто штимањеи не толерирајте ни најмали отстапувања од бараните параметри.

Потребни компоненти за склопување

За да соберете ласерско коло со свои раце, ќе ви требаат:

DVD-ROM со функција за презапишување (RW). Содржи црвена ласерска диода со моќност од 300 mW. Можете да користите ласерски диоди од BLU-RAY-ROM-RW - тие испуштаат виолетова светлина со моќност од 150 mW. За наши цели, најдобри РОМ се оние што имаат поголема брзиназаписи: тие се помоќни.
Пулс NCP1529. Конверторот произведува струја од 1А, го стабилизира напонот во опсег од 0,9-3,9 V. Овие индикатори се идеални за нашата ласерска диода, која бара постојан напон од 3 V.
Колиматор за добивање рамномерен зрак светлина. Бројни ласерски модули од различни производители, вклучувајќи ги и колиматорите.
Излезен објектив од ROM.
Куќиште, на пример, од ласерски покажувач или фенерче.
Жици.
Батерии 3,6 V.

За да ги поврзете деловите, ќе биде неопходно да се одреди кој кабел е фазен и каде се неутралниот и земјата. Ваквата алатка ќе помогне во ова.

На овој начин можете да го составите наједноставниот ласер. Што може да направи таков домашен „засилувач на светлина“:

Запалете кибрит од далечина.
Се топи пластични кесии тенка хартија.
Емитувајте зрак на растојание од повеќе од 100 метри.

Овој ласер е опасен: нема да изгори низ кожата или облеката, но може да ги оштети очите.

Затоа, треба внимателно да користите таков уред: не го блескајте во рефлектирачки површини (огледала, стакло, рефлектори) и воопшто бидете исклучително внимателни - зракот може да предизвика штета ако удри во окото дури и од стотина метри. .

DIY ласер на видео

Изработката на моќен ласер за горење со свои раце не е тешка задача, сепак, покрај можноста да користите рачка за лемење, ќе треба да бидете внимателни и внимателни во пристапот. Веднаш вреди да се напомене дека овде не е потребно длабоко знаење од областа на електротехниката и можете да направите уред дури и дома. Главната работа кога работите е да се преземат мерки на претпазливост, бидејќи изложувањето на ласерски зрак е штетно за очите и кожата.

Ласерот е опасна играчка која може да му наштети на здравјето ако се користи безгрижно. Не насочувајте го ласерот кон луѓе или животни!

Што ќе ви треба?

Секој ласер може да се подели на неколку компоненти:

емитер прозрачен флукс;
оптика;
напојување;
стабилизатор на струја (двигател).

За да направите моќен домашен ласер, ќе треба да ги разгледате сите овие компоненти одделно. Најпрактичен и најлесен за составување е ласер базиран на ласерска диода, што ќе го разгледаме во оваа статија.

Каде можам да добијам диода за ласер?

Работниот елемент на кој било ласер е ласерска диода. Можете да го купите во речиси секоја продавница за радио или да го набавите од неработен ЦД-уред. Факт е дека нефункционалноста на погонот ретко се поврзува со дефект на ласерската диода. Имајќи скршен погон на залиха, можете да го добиете потребниот елемент без дополнителни трошоци. Но, треба да земете предвид дека неговиот тип и својства зависат од модификацијата на погонот.

Најслабиот ласер, кој работи во инфрацрвениот опсег, е инсталиран во CD-ROM-уредите. Неговата моќ е доволна само за читање ЦД-а, а зракот е речиси невидлив и не е способен да согорува предмети. CD-RW има вградена помоќна ласерска диода, погодна за горење и дизајнирана за иста бранова должина. Се смета за најопасен, бидејќи испушта зрак во зона на спектарот невидлив за окото.

ДВД-РОМ-уредот е опремен со две слаби ласерски диоди, чија енергија е доволна само за читање ЦД-а и ДВД-дискови. DVD-RW режачот содржи црвен ласер со висока моќност. Неговиот зрак е видлив при секоја светлина и лесно може да запали одредени предмети.

BD-ROM-от содржи виолетови или син ласер, кој е сличен по параметри на аналогот од DVD-ROM-от. Од BD-RE рекордерите можете да ја добиете најмоќната ласерска диода со прекрасен виолетов или син зрак способен да гори. Сепак, наоѓањето таков погон за расклопување е доста тешко, а работниот уред е скап.

Најпогодна е ласерска диода земена од DVD-RW погон. Најквалитетните ласерски диоди се инсталирани во погоните на LG, Sony и Samsung.

Колку е поголема брзината ДВД снимањепогон, толку е помоќна ласерската диода инсталирана во неа.

Расклопување на погонот

Имајќи го погонот пред вас, прво отстранете го горниот капак со одвртување на 4 завртки. Потоа се отстранува подвижниот механизам кој се наоѓа во центарот и е поврзан со печатеното коло со флексибилен кабел. Следната цел е ласерска диода, безбедно притисната во радијатор направен од алуминиум или легура на дуралумин. Се препорачува да се обезбеди заштита од статички електрицитет пред да се демонтира. За да го направите ова, каблите на ласерската диода се залемени или завиткани со тенка бакарна жица.

Следно, постојат две можни опции. Првиот вклучува работа на готов ласер во форма на стационарна инсталација заедно со стандарден радијатор. Втората опција е да го соберете уредот во телото на пренослива фенерче или ласерски покажувач. Во овој случај, ќе мора да примените сила за да го пресечете или пилате радијаторот без да го оштетите елементот што зрачи.

Возач

Ласерското напојување мора да се постапува одговорно. Како и кај LED диодите, мора да биде стабилизиран извор на струја. На Интернет има многу кола кои се напојуваат од батерија или акумулатор преку ограничувачки отпорник. Доволноста на ова решение е сомнителна, бидејќи напонот на батеријата или батеријата се менува во зависност од нивото на полнење. Соодветно на тоа, струјата што тече низ ласерската диода што емитува многу ќе отстапува од номиналната вредност. Како резултат на тоа, уредот нема да работи ефикасно при ниски струи, а при високи струи ќе доведе до брзо намалување на интензитетот на неговото зрачење.

Најдобрата опција е да користите едноставен струен стабилизатор изграден на основата. Овој микроспој спаѓа во категоријата на универзални интегрирани стабилизатори со можност за самостојно поставување на излезната струја и напон. Микро-спојот работи во широк опсег на влезни напони: од 3 до 40 волти.

Аналог на LM317 е домашниот чип KR142EN12.

За првиот лабораториски експеримент, дијаграмот подолу е погоден. Единствениот отпорник во колото се пресметува со формулата: R=I/1,25, каде што I е номиналната ласерска струја (референтна вредност).

Понекогаш на излезот од стабилизаторот паралелно со диодата се инсталираат поларен кондензатор од 2200 μFx16 V и неполарен кондензатор од 0,1 μF. Нивното учество е оправдано во случај на напојување на напон на влезот од стационарно напојување, што може да пропушти незначителна наизменична компонента и импулсен шум. Едно од овие кола, напојувано од Krona батерија или мала батерија, е претставено подолу.

Дијаграмот ја прикажува приближната вредност на отпорникот R1. За неговата точна пресметкатреба да ја користите горната формула.

Откако ќе го склопите електричното коло, можете да направите прелиминарна врска и, како доказ за функционалноста на колото, да набљудувате светло црвено дифузна светлинадиода што емитува. Откако ја измеривме нејзината вистинска струја и температурата на телото, вреди да се размислува за потребата да се инсталира радијатор. Ако ласерот ќе се користи во стационарна инсталација при високи струи долго време, тогаш потребно е да се обезбеди пасивно ладење. Сега останува многу малку за да се постигне целта: фокусирајте се и добијте тесен зрак на висока моќност.

Оптика

Во научна смисла, време е да се изгради едноставен колиматор, уред за производство на снопови на паралелни светлосни зраци. Идеалната опција за оваа намена би била стандардна леќа земена од погонот. Со негова помош можете да добиете прилично тенок ласерски зрак со дијаметар од околу 1 мм. Количината на енергија на таков зрак е доволна за да изгори низ хартија, ткаенина и картон за неколку секунди, да се стопи пластиката и да изгори низ дрво. Ако фокусирате потенок зрак, овој ласер може да исече иверица и плексиглас. Но, поставувањето и безбедното прикачување на објективот на погонот е доста тешко поради неговата мала фокусна должина.

Многу е полесно да се изгради колиматор врз основа на ласерски покажувач. Покрај тоа, неговото куќиште може да собере возач и мала батерија. Излезот ќе биде зрак со дијаметар од околу 1,5 mm и помал ефект на горење. Во магливо време или обилни снежни врнежи, можете да забележите неверојатни светлосни ефекти насочувајќи го светлосниот поток кон небото.

Преку онлајн продавницата можете да купите готов колиматор, специјално дизајниран за монтирање и подесување на ласер. Неговото тело ќе служи како радијатор. Знаејќи ги големините на секого компонентиуред, можете да купите евтина LED светилка и да го користите неговото куќиште.

Како заклучок, би сакал да додадам неколку фрази за опасностите од ласерското зрачење. Прво, никогаш не насочувајте го ласерскиот зрак во очите на луѓето или животните. Ова доведува до сериозно оштетување на видот. Второ, носете зелени очила кога експериментирате со црвениот ласер. Тие го блокираат поминувањето на поголемиот дел од црвениот дел од спектарот. Количината на светлина што се пренесува преку очилата зависи од брановата должина на зрачењето. Гледањето од страна на ласерскиот зрак без заштитна опрема е дозволено само кратко време. Во спротивно, може да се појави болка во очите.

Прочитајте исто така

Одлучувате да направите нешто неверојатно користејќи го едноставни детали? Ласерот не се смета за нов производ овие денови, но да се направи дома не е тешко. Ќе ви кажеме како сами да направите ласер користејќи диск и обична фенерче.

Внимание! Ласерската моќност достигнува до 250 МилиВати. Пред да започнете со експериментот, погрижете се за вашата безбедност и носете заштитни очила (заварувачки заштитни очила). Никогаш не насочувајте го ласерскиот зрак кон луѓе или животни, особено кон нивните очи. Ласерите можат да ги повредат луѓето.

За да направиме ласер сами, ќе ни требаат:

1. Уред за снимање ДВД-дискови.
2. AixiZ ласерски покажувач (може да земете уште еден).
3. Шрафцигер.
4. Фенерче.

Како да ја дознаете моќта на ласерската диода?

Ласерската моќност може да се одреди според карактеристиките на брзината на снимање на двослојните дискови:

1. Брзина 10X, ласерска моќност 170-200 МилиВатти.
2. Брзина 16X, ласерска моќност 250-270 МилиВатти.

Инструкции. Како да направите ласер?

Чекор 1. Одвртете го ДВД-уредот и отворете го капакот. Го ослободуваме и отстрануваме кочијата (структурата на погонот може да се разликува, но секој погон има два водилки по кои се движи кочијата) и исклучете ги сите кабли.

Чекор #2.Откако го ослободивме превозот, почнуваме да ги одвртуваме завртките и деловите за да ја ослободиме самата диода. Погонот може да има два диодни ласери:

1. За читање диск (инфрацрвена диода).
2. За снимање диск (црвена диода).

Плочката е прикачена на саканата диода (црвена), користете редовно рачка за лемење за да ја ослободите диодата.

Чекор #3.По краток процес треба да добиеме диода во оваа форма.

Во секој дом има стара опрема која е распадната. Некој го фрла во депонија, а некои занаетчии се обидуваат да го искористат за некои домашни изуми. Значи, стар ласерски покажувач може добро да се искористи - можно е да се направи ласерски секач со свои раце.

За да направите вистински ласер од безопасна ситница, треба да ги подготвите следниве предмети:

ласерски покажувач;
фенерче со батерии на полнење;
стар, можеби не работи CD/DVD-RW писател. Главната работа е што има погон со работен ласер;
сет од шрафцигери и рачка за лемење. Подобро е да користите брендиран секач, но ако го немате, може да има обичен.

Изработка на ласерски секач

Прво треба да го извадите ласерскиот секач од погонот. Оваа работа не е тешка, но ќе мора да бидете трпеливи и да посветите максимално внимание. Бидејќи содржи голем број жици, тие имаат иста структура. При изборот на погон, важно е да се земе предвид присуството на опција за пишување, бидејќи токму во овој модел можете да правите белешки со ласер. Снимањето се врши со испарување на тенок слој метал од самиот диск. Во случај кога ласерот работи за читање, тој се користи со половина срце, осветлувајќи го дискот.

При демонтирање на горните сврзувачки елементи, можете да најдете кочија со ласер сместен во неа, која може да се движи во две насоки. Треба внимателно да се отстрани со одвртување, има голем број на отстранливи уреди и завртки кои се важни за внимателно отстранување; За понатамошна работа, потребна е црвена диода, со чија помош се врши горење. За да го отстраните, ќе ви треба рачка за лемење, а исто така треба внимателно да ги извадите и прицврстувачите. Важно е да се напомене дека незаменливиот дел за изработка на ласерски секач не треба да се тресе или паѓа, па затоа се препорачува да се внимава при вадење на ласерската диода.

Како ќе се извлече? главен елементиден ласерски модел, треба внимателно да измерите сè и да откриете каде да го поставите и како да го поврзете напојувањето со него, бидејќи диодата на ласерот за пишување бара многу поголема струја од диодата од ласерски покажувач, а во овој случај може да се користат неколку методи.

Следно, диодата во покажувачот се заменува. За да се создаде моќен ласер, оригиналната диода мора да се отстрани од покажувачот, а на негово место мора да се инсталира слична од дискот CD/DVD-RW. Покажувачот се расклопува во согласност со низата.Мора да се одвитка и да се подели на два дела, а одозгора делот што треба да се замени. Старата диода се отстранува и на нејзино место се поставува потребната диода, која може да се прицврсти со лепак. Има моменти кога може да се појават тешкотии при отстранување на старата диода во оваа ситуација, можете да користите нож и малку да го протресете покажувачот.

Следниот чекор е да се направи нов случај. За да го направите идниот ласер удобен за користење, поврзете го напојувањето со него и користете тело на фенерче за да му дадете импресивен изглед. Инсталиран е конвертиран горниот делласерски покажувач во фенерчето и напојувањето се снабдува со него од батерии на полнење, кои се поврзани со диодата. Важно е да не се меша поларитетот на напојувањето. Пред да ја склопите фенерчето, стаклото и деловите од покажувачот мора да се отстранат, бидејќи лошо ќе ја спроведе директната патека на ласерскиот зрак.

Последниот чекор е подготовка за употреба. Пред да се поврзете, треба да проверите дали ласерот е добро прицврстен, дали поларитетот на жиците е правилно поврзан и дали ласерот е поставен на ниво.

По завршувањето на овие едноставни чекори, ласерскиот секач е подготвен за употреба. Овој ласер може да се користи за согорување на хартија, полиетилен и за палење кибритчиња. Обемот на примена може да биде огромен, сè ќе зависи од вашата имагинација.

Дополнителни поени

Можно е да се направи помоќен ласер. За да го направите ќе ви требаат:

DVD-RW погон, може да не работи;
кондензатори 100 pF и 100 mF;
отпорник 2-5 Ом;
три батерии на полнење;
жици со рачка за лемење;
колиматор;
челична LED светилка.

Ова е едноставен комплет кој се користи за составување на драјвер кој со помош на табла ќе го придвижи ласерскиот секач до потребната моќност. Тековниот извор не може директно да се поврзе со диодата, бидејќи веднаш ќе се влоши. Исто така, важно е да се земе предвид дека ласерската диода мора да се напојува со струја, но не и од напон.

Колиматорот е тело опремено со леќа, благодарение на која сите зраци се спојуваат во еден тесен зрак. Таквите уреди може да се купат во продавниците за радио делови. Тие се погодни затоа што веќе имаат простор за инсталирање на ласерска диода, а што се однесува до трошокот, тој е прилично мал, само 200-500 рубли.

Се разбира, можете да го користите телото на покажувачот, но ќе биде тешко да се закачи ласер на него. Таквите модели се направени од пластичен материјал, а тоа ќе предизвика да се загрее куќиштето и нема да се лади доволно.

Принципот на производство е сличен на претходниот, бидејќи во овој случај се користи и ласерска диода од DVD-RW погон.

За време на производството потребно е да се користат антистатички нараквици.

Ова е неопходно за да се отстрани статиката од ласерската диода, таа е многу чувствителна. Ако нема нараквици, можете да се задоволите со импровизирани средства - можете да навивате тенка жица околу диодата. Следно, возачот е составен.

Пред да го составите целиот уред, се проверува работата на возачот. Во овој случај, неопходно е да се поврзе неработна или втора диода и да се измери јачината на испорачаната струја со мултиметар. Со оглед на брзината на струјата, важно е да се избере нејзината јачина според стандардите. За многу модели се применува струја од 300-350 mA, а за побрзи може да се користат 500 mA, но за ова мора да се користи сосема поинаков драјвер.

Се разбира, таков ласер може да состави секој непрофесионален техничар, но сепак, за убавина и погодност, најразумно е да се изгради таков уред во поестетски случај, а кој да се користи може да се избере за да одговара на секого. вкус. Најпрактично би било да го соберете во куќиштето на LED фенерче, бидејќи неговите димензии се компактни, само 10x4 cm . Најдобро е да се чува таков уред во специјално куќиште за да се избегне прашина на објективот.

Важно е да не се заборави дека уредот е оружје од ваков вид, кое треба да се користи со претпазливост и не треба да се вперува во животни или луѓе, бидејќи е многу опасно и може да му наштети на здравјето, најопасно е кога е вперено. кај очите. Опасно е да се даваат такви уреди на деца.

Ласерот може да биде опремен со различни уреди, а потоа од безопасна играчка ќе излезе прилично моќна глетка за оружје, и пневматско и огнено оружје.

Еве неколку едноставни совети за правење ласерски секач. Малку го подобрив сличен дизајн, можете да направите секачи за сечење акрилен материјал, иверица и пластика и да вршите гравирање.

Кој во детството не сонувал ласерски? Некои мажи сè уште сонуваат. Конвенционалните ласерски покажувачи со мала моќност веќе не се релевантни долго време, бидејќи нивната моќ остава многу да се посакува. Остануваат уште 2 опции: купете скап ласер или направете го дома користејќи импровизирани материјали.

Постојат следниве методи за правење ласер сами:

Од стар или скршен ДВД-уред
Од компјутерски глушец и фенерче
Од комплет делови купени во продавница за електроника

Како да направите ласер дома од старДВДвозење

Како да направите ласер од компјутерски глушец

Моќта на ласерот направен од компјутерски глушец ќе биде многу помала од моќта на ласерот направен со претходниот метод. Процедурата на производство не е многу различна.

Прво, пронајдете стар или несакан глушец со видлив ласер од која било боја. Глувците со невидлив сјај не се погодни од очигледни причини.
Следно, внимателно расклопете го. Внатре ќе забележите ласер кој ќе треба да се залеми со помош на рачка за лемење.
Сега повторете ги чекорите 3-5 од упатствата погоре. Разликата меѓу таквите ласери, повторуваме, е само во моќта.

Ласерската работа се заснова на феноменот на присилно (индуцирано) зрачење. Ласерското зрачење може да биде континуирано, со постојана моќност или импулсно, достигнувајќи екстремно високи врвни моќи. Суштината на феноменот е дека возбудениот атом е способен да емитира фотон под влијание на друг фотон без негова апсорпција, ако енергијата на вториот е еднаква на разликата во енергиите на нивоата на атомот пред и по радијација. Во овој случај, емитираниот фотон е кохерентен со фотонот што го предизвикал зрачењето, односно тоа е негова точна копија. На овој начин светлината се засилува. Овој феномен се разликува од спонтано зрачење, во кое емитираните фотони имаат случајни насоки на ширење, поларизација и фаза
Веројатноста дека случаен фотон ќе предизвика стимулирана емисија од возбуден атом е точно еднаква на веројатноста за апсорпција на овој фотон од атом во невозбудена состојба. Затоа, за да се засили светлината, неопходно е да има повеќе возбудени атоми во медиумот отколку невозбудени. Во состојба на рамнотежа, оваа состојба не е задоволена, па затоа се користат различни системи за пумпање на ласерскиот активен медиум (оптички, електрични, хемиски итн.). Во некои шеми, ласерскиот работен елемент се користи како оптички засилувач за зрачење од друг извор.

Нема надворешен проток на фотони во квантен генератор. Во зависност од изворите, постојат различни методи на пумпање:
оптичка - моќна блиц светилка;
испуштање гас во работната супстанција (активен медиум);
вбризгување (пренос) на носачи на струја во полупроводник во зоната
p-n транзиции;
електронско возбудување (зрачење на чист полупроводник во вакуум со проток на електрони);
термички (загревање на гас проследено со брзо ладење;
хемиски (користејќи ја енергијата на хемиските реакции) и некои други.

Рефлектирајќи се од огледалата, зракот на зрачење постојано поминува низ резонаторот, предизвикувајќи индуцирани транзиции во него. Зрачењето може да биде или континуирано или импулсно. Во исто време, користејќи различни уреди за брзо исклучување и вклучување на повратните информации и со тоа намалување на периодот на импулсите, можно е да се создадат услови за генерирање на зрачење со многу висока моќност - тоа се таканаречените гигантски импулси. Овој режим на ласерска работа се нарекува режим на префрлување Q.
Ласерскиот зрак е кохерентен, монохроматски, поларизиран, тесно насочен светлосен флукс. Со еден збор, ова е зрак светлина што се емитува не само од синхрони извори, туку и во многу тесен опсег, и насочно. Еден вид екстремно концентриран светлосен флукс.

Зрачењето генерирано од ласерот е монохроматско, веројатноста за емисија на фотон со одредена бранова должина е поголема од онаа на блиску лоциран, поврзана со проширувањето на спектралната линија, а веројатноста за индуцирани транзиции на оваа фреквенција исто така има максимум. Затоа, постепено во текот на процесот на генерирање, фотоните со дадена бранова должина ќе доминираат над сите други фотони. Покрај тоа, поради посебниот распоред на огледалата, само оние фотони кои се шират во насока паралелна со оптичката оска на резонаторот на кратко растојание од него, се задржуваат во ласерскиот зрак, преостанатите фотони брзо го напуштаат волуменот на резонаторот. Така, ласерскиот зрак има многу мал агол на дивергенција. Конечно, ласерскиот зрак има строго дефинирана поларизација. За да го направите ова, различни поларизатори се воведуваат во резонаторот, на пример, тие можат да бидат рамни стаклени плочи инсталирани под агол на Брустер во насока на ширење на ласерскиот зрак.

Работната бранова должина на ласерот, како и другите својства, зависат од тоа каква работна течност се користи во ласерот. Работната течност се „испумпува“ со енергија за да се произведе ефект на инверзија на електронските популации, што предизвикува стимулирана емисија на фотони и ефект на оптичко засилување. Наједноставната форма на оптички резонатор се две паралелни огледала (исто така може да има четири или повеќе) сместени околу ласерската работна течност. Стимулираното зрачење на работната течност се рефлектира назад од огледалата и повторно се засилува. До моментот кога ќе излезе, бранот може да се рефлектира многу пати.

Значи, накратко да ги формулираме условите неопходни за создавање извор на кохерентна светлина:

Следниве типови на работни течности може да се користат при дизајнирање на ласери:

Гасови. Конкретно, мешавини од јаглерод диоксид, аргон, криптон или гас, како кај хелиум-неонските ласери. „Пумпањето“ со енергијата на овие ласери најчесто се врши со помош на електрични празнења.
Цврсти материи (кристали и чаши). Цврстиот материјал на таквите работни течности се активира (допинг) со додавање на мала количина на јони на хром, неодимиум, ербиум или титаниум. Вообичаени кристали кои се користат се итриум алуминиум гранат, литиум итриум флуорид, сафир (алуминиум оксид) и силикатно стакло. Ласерите во цврста состојба обично се „пумпаат“ со блиц ламба или друг ласер.

Полупроводници. Материјал во кој транзицијата на електроните помеѓу енергетските нивоа може да биде придружена со зрачење. Полупроводничките ласери се многу компактни и се „пумпаат“ со електрична струја, што им овозможува да се користат во потрошувачки уреди како ЦД-плеери.

Ласерот користи оптички резонатори од различни типови - со рамни огледала, сферични, комбинации на рамни и топчести итн. Кај оптичките резонатори кои даваат повратна информација во ласерот, може да се возбудат само одредени видови на осцилации на електромагнетното поле, кои се нарекуваат природни осцилации или режими на резонаторот.

Употребата на отворен резонатор (а не затворен - затворена метална шуплина - карактеристика на опсегот на микробранови) е фундаментална, бидејќи во оптичкиот опсег резонатор со димензии L = ? (L е карактеристичната големина на резонаторот, ? е брановата должина) едноставно не може да се произведе, а на L >> ? затворениот резонатор ги губи своите резонантни својства бидејќи бројот на можни видови осцилации станува толку голем што тие се преклопуваат.

Така, ласерот не мора да генерира на една фреквенција почесто, напротив, генерирањето се јавува истовремено при неколку видови осцилации, за што засилувањето; повеќе загуби во резонаторот. За да може ласерот да работи на една фреквенција (во режим на една фреквенција), потребно е, по правило, да се преземат посебни мерки (на пример, да се зголемат загубите, како што е прикажано на слика 3) или да се промени растојанието помеѓу огледалата. така што само еден влегува во колото за засилување. Бидејќи во оптика, како што е наведено погоре, ?h > ?p и фреквенцијата на генерирање во ласерот се определува главно од фреквенцијата на резонаторот, за да се одржи фреквенцијата на генерирање стабилна, неопходно е да се стабилизира резонаторот. Значи, ако добивката во работната супстанција ги покрива загубите во резонаторот за одредени видови осцилации, на нив се јавува генерирање. Семето за неговото појавување е, како и кај секој генератор, бучава, што претставува спонтана емисија во ласерите.
За да може активниот медиум да емитува кохерентна монохроматска светлина, неопходно е да се воведе повратна информација, т.е. дел од светлосниот флукс емитиран од овој медиум се насочува назад во медиумот за да произведе стимулирана емисија. Позитивни Повратни информациисе изведува со помош на оптички резонатори, кои во елементарната верзија се две коаксијално (паралелни и по иста оска) огледала, од кои едното е проѕирно, а другото е „глуво“, односно целосно го рефлектира светлосниот флукс. Работната супстанција (активен медиум), во која се создава инверзна популација, се поставува помеѓу огледалата. Стимулираното зрачење поминува низ активниот медиум, се засилува, се рефлектира од огледалото, повторно поминува низ медиумот и дополнително се засилува. Преку проѕирно огледало, дел од зрачењето се емитува во надворешната средина, а дел се рефлектира назад во околината и повторно се засилува. Под одредени услови, флуксот на фотони во работната супстанција ќе почне да се зголемува како лавина и ќе започне генерирањето на монохроматска кохерентна светлина.

Принципот на работа на оптичкиот резонатор, доминантниот број на честички на работната супстанција, претставени со отворени кругови, се во основна состојба, т.е. на пониско енергетско ниво. Само мал број честички, претставени со темни кругови, се во електронски возбудена состојба. Кога работната супстанција е изложена на извор на пумпање, поголемиот дел од честичките преминуваат во возбудена состојба (бројот на темни кругови е зголемен) и се создава инверзна популација. Следно (сл. 2в) се јавува спонтана емисија на некои честички кои се јавуваат во електронски возбудена состојба. Зрачењето насочено под агол на оската на резонаторот ќе ја напушти работната супстанција и резонаторот. Зрачењето, кое е насочено по оската на резонаторот, ќе се приближи до површината на огледалото.

Во проѕирно огледало, дел од зрачењето ќе помине низ него во околината, а дел ќе се рефлектира и повторно ќе се насочи во работната супстанција, вклучувајќи честички во возбудена состојба во процесот на стимулирана емисија.

Главните структурни елементи на ласерите вклучуваат работна супстанција со одредени енергетски нивоа на нивните составни атоми и молекули, извор на пумпа што создава инверзија на населението во работната супстанција и оптичка празнина. Има голем број на различни ласери, но сите тие имаат ист и, згора на тоа, едноставен дијаграм на кола на уредот, кој е претставен на сл. 3.

За да се генерира ласерско зрачење, неопходно е да се создаде инверзна популација на „работни нивоа“ во полупроводникот - за да се создаде доволно висока концентрација на електрони на долниот раб на проводниот опсег и соодветно висока концентрација на дупки на работ на валентна лента. За овие цели, чистите полупроводнички ласери обично се пумпаат со проток на електрони.

Резонаторските огледала се полирани рабови на полупроводничкиот кристал. Недостаток на таквите ласери е тоа што многу полупроводнички материјали генерираат ласерско зрачење само при многу ниски температури, а бомбардирањето на полупроводничките кристали од струја на електрони предизвикува тоа да стане многу жешко. Ова бара дополнителни уреди за ладење, што го комплицира дизајнот на уредот и ги зголемува неговите димензии.

Ако во овој регион се создаде електричен напон така што има позитивен пол на страната на p-полупроводникот и негативен пол на страната на n-полупроводникот, тогаш под влијание на електричното поле електроните од n- полупроводникот и дупките од /^-полупроводникот ќе се преселат (вбризгуваат) во област p-p- транзиција.

Огледалата на оптичкиот резонатор се полирани рабови на полупроводничкиот кристал, ориентирани нормално на рамнината на pn-спојот. Таквите ласери се минијатурни, бидејќи големината на активниот елемент на полупроводникот може да биде околу 1 мм.

Во зависност од карактеристиката што се разгледува, сите ласери се поделени на следниов начин).

Методот на возбудување на работната супстанција е третата карактеристична карактеристика на ласерите. Во зависност од изворот на побудување, се разликуваат ласерите: оптички пумпани, испумпани со празнење на гас, електронско возбудување, вбризгување на носачи на полнеж, термички пумпани, хемиски пумпани и некои други.

Врз основа на природата на емитираната енергија, се разликуваат импулсни ласери и ласери со континуирано зрачење. Концептите на импулсен ласер и ласер со фреквентна модулација на континуирано зрачење не треба да се мешаат, бидејќи во вториот случај во суштина добиваме интермитентно зрачење со различни фреквенции. Импулсните ласери имаат голема моќност во еден пулс, достигнувајќи 10 W, додека нивната просечна моќност на пулсот, одредена со соодветните формули, е релативно мала. За ласери модулирани со континуирана фреквенција, моќноста во таканаречениот пулс е помала од моќноста на континуираното зрачење.

· високо-енергетски (генерираната густина на флуксот на моќноста на зрачењето на површината на објект или биолошки објект е над 10 W/cm2);

· средна енергија (густина на флукс на моќност на генерирана радијација - од 0,4 до 10 W/cm2);

· ниско-енергетски (генерираната густина на флуксот на моќноста на зрачењето е помала од 0,4 W/cm2).

· мека (зрачење на генерирана енергија - E или густина на флукс на моќност на озрачената површина - до 4 mW/cm2);

· просек (Е - од 4 до 30 mW/cm2);

· тешко (Е - повеќе од 30 mW/cm2).

Првокласните ласери вклучуваат такви технички уреди чиј излез зрачењето кое е поврзано (ограничено во ограничен цврст агол) не претставува опасност при зрачењето на човечките очи и кожа.

Ласери од класа 4 се уреди чие излезно зрачење претставува опасност кога кожата е озрачена со дифузно рефлектирано зрачење на растојание од 10 cm од дифузно рефлектирачка површина.

Ласерскиот секач е уникатен уред кој е корисен да се има во сечија гаража модерен човек. Не е тешко да се направи ласер за сечење метал со свои раце, главната работа е да се следат едноставни правила. Моќта на таков уред ќе биде мала, но постојат начини да се зголеми со користење на достапни уреди. Функционалноста на производствената машина која може да направи сè без украсување не може да се постигне со домашен производ. Но, за домашни работи, оваа единица ќе ни се најде. Ајде да погледнеме како да го изградиме.

Сè е генијално едноставно, така да се создаде опрема што може да сече убави дезениво силни челици, може да се направат од обични достапни материјали. За да го направите ова, дефинитивно ќе ви треба стар ласерски покажувач. Покрај тоа, треба да складирате:

Батериска ламба напојувана од батерии што се полнат.
Стар ДВД-РОМ, од кој ќе треба да ја отстраниме матрицата со ласерски погон.
Рачка за лемење и комплет шрафцигери.

Првиот чекор ќе биде расклопување на погонот на стариот флопи диск на компјутерот. Оттаму треба да го отстраниме уредот. Внимавајте да не го оштетите самиот уред. Уредот на дискот мора да биде пишувач, а не само читач, поентата е во структурата на матрицата на уредот. Сега нема да навлегуваме во детали, туку само користете модерни неработни модели.

По ова, дефинитивно ќе треба да ја отстраните црвената диода, која го согорува дискот додека снима информации на него. Само зедов рачка за лемење и ги залемив прицврстувачите на оваа диода. Само не го фрлајте под никакви околности. Ова е чувствителен елемент кој може брзо да се влоши ако се оштети.

Кога го склопувате самиот ласерски секач, земете го предвид следново:

Каде е подобро да се инсталира црвена диода?
Како ќе се напојуваат елементите на целиот систем?
Како ќе се распореди протокот на електрична струја во делот.

Запомнете! Диодата која ќе го изврши горењето бара многу повеќе електрична енергија од елементите на покажувачот.

Оваа дилема лесно се решава. Диодата од покажувачот се заменува со црвено светло од погонот. Покажувачот треба да го расклопите со исто внимание како и погонот на дискот, оштетувањето на конекторите и држачите ќе ја уништи вашата иднина со свои раце. Откако ќе го направите ова, можете да започнете да го правите домашното куќиште.

За да го направите ова, ќе ви треба фенерче и батерии што се полнат за напојување на ласерскиот секач. Благодарение на фенерчето, ќе добиете удобен и компактен предмет кој не зазема многу простор во вашиот дом. Клучната точкаопремата на таквото куќиште е да се избере точниот поларитет. Заштитното стакло од поранешната фенерче се отстранува за да не стане пречка за насочениот зрак.

Следниот чекор е да се напојува самата диода. За да го направите ова, треба да го поврзете со полначот батерија, набљудувајќи го поларитетот. Конечно, проверете:

Сигурна фиксација на уредот во стеги и стеги;
Поларитет на уредот;
Насока на зракот.

Поправете ги сите неточности и кога сè е подготвено, можете да си честитате за успешно завршената работа. Секачот е подготвен за употреба. Единственото нешто што треба да го запомните е дека неговата моќност е многу помала од моќта на неговиот производствен колега, така што не може да се справи со премногу дебел метал.

Внимателно! Моќта на уредот е доволна за да му наштети на вашето здравје, затоа внимавајте при ракувањето и обидете се да не ги ставате прстите под гредата.

Зајакнување на домашна инсталација

За да ја зголемите моќноста и густината на зракот, кој е главен елемент за сечење, треба да подготвите:

2 „кондери“ за 100 pF и mF;
Отпорност 2-5 оми;
3 батерии за полнење;
Колиматор.

Инсталацијата што веќе сте ја составиле може да се зајакне за да добиете доволно енергија дома за каква било работа со метал. Кога работите на засилување, запомнете дека директното приклучување на машината во штекер за тоа ќе биде самоубиство, затоа треба да се погрижите струјата прво да дојде до кондензаторите, а потоа да оди до батериите.

Со додавање на отпорници можете да ја зголемите моќноста на вашата инсталација. За дополнително да ја зголемите ефикасноста на вашиот уред, користете колиматор што е монтиран за фокусирање на зракот. Овој модел се продава во која било продавница за електричар, а цената се движи од 200 до 600 рубли, па затоа не е тешко да се купи.

Потоа, колото за склопување се изведува на ист начин како што беше дискутирано погоре, само треба да навивате алуминиумска жица околу диодата за да се отстрани статиката. По ова, треба да ја измерите моменталната јачина, за што земате мултиметар. Двата краја на уредот се поврзани со преостанатата диода и се мерат. Во зависност од вашите потреби, можете да ги прилагодите отчитувањата од 300 mA до 500 mA.

Откако ќе заврши тековната калибрација, можете да продолжите со естетско украсување на вашиот секач. Стара челична LED фенерче ќе биде добро за куќиштето. Компактен е и се вклопува во вашиот џеб. За да спречите валкање на објективот, задолжително земете капак.

Готовиот секач треба да се чува во кутија или кутија. Прашината или влагата не треба да навлегуваат таму, во спротивно уредот ќе се оштети.

Која е разликата помеѓу готови модели

Цената е главната причина зошто многу занаетчии прибегнуваат кон правење ласерски секач со свои раце. И принципот на работа е како што следува:

Благодарение на создавањето на насочен ласерски зрак, металот е изложен
Моќното зрачење предизвикува материјалот да испарува и да избега под силата на протокот.
Како резултат на тоа, благодарение на малиот дијаметар на ласерскиот зрак, се добива висококвалитетно сечење на работното парче.

Длабочината на сечење ќе зависи од моќноста на компонентите. Ако фабричките модели се опремени со висококвалитетни материјали кои обезбедуваат доволна длабочина. Тоа домашни моделисе способни да се справат со сечење 1-3 см.

Благодарение на ваквите ласерски системи, можете да направите уникатни обрасци во оградата на приватна куќа, компоненти за украсување порти или огради. Постојат само 3 типа на секачи:

Цврста состојба.Принципот на работа се заснова на употреба на специјални видови стакло или кристали на LED опрема. Станува збор за евтини производствени погони кои се користат во производството.
Влакна.Благодарение на употребата на оптичко влакно, можно е да се добие моќен проток и доволна длабочина на сечење. Тие се аналози на моделите со цврста состојба, но поради нивните можности и карактеристики на изведба се подобри од нив. Но и поскапо.
Гас.Од името е јасно дека гасот се користи за работа. Тоа може да биде азот, хелиум, јаглерод диоксид. Ефикасноста на таквите уреди е 20% повисока од сите претходни. Тие се користат за сечење и заварување полимери, гума, стакло, па дури и метал со многу високо ниво на топлинска спроводливост.

Во секојдневниот живот без посебни трошоциможете да добиете само ласерски секач со цврста состојба, но неговата моќност со соодветно засилување, што беше дискутирано погоре, е доволна за изведување работа во домаќинството. Сега имате знаење за правење таков уред, а потоа само дејствувајте и обидете се.

Дали имате искуство во развој на ласерски секач за метал сам? Споделете со читателите оставајќи коментар под оваа статија!

Здраво дами и господа. Денес отворам серија написи посветени на ласери со висока моќност, бидејќи Habrasearch вели дека луѓето бараат такви статии. Сакам да ви кажам како можете да направите прилично моќен ласер дома, а исто така да ве научам како да ја користите оваа моќ не само за „сјај на облаците“.

Предупредување!

Написот го опишува производството на моќен ласер (300mW ~ моќност од 500 кинески покажувачи), кој може да му наштети на вашето здравје и на здравјето на другите! Бидете исклучително внимателни! Користете специјални заштитни очила и не насочувајте го ласерскиот зрак кон луѓе или животни!

На Habré, написите за преносливите Dragon Lasers, како што е Hulk, се појавија само неколку пати. Во оваа статија ќе ви кажам како можете да направите ласер кој не е инфериорен по моќ во однос на повеќето модели што се продаваат во оваа продавница.

Прво треба да ги подготвите сите компоненти:

- неработен (или работен) DVD-RW погон со брзина на запишување од 16x или поголема;
— кондензатори 100 pF и 100 mF;
— отпорник 2-5 Ом;
— три ААА батерии;
- рачка за лемење и жици;
— колиматор (или кинески покажувач);
— челична LED светилка.

Ова потребен минимумда се направи едноставен модел на драјвер. Возачот е, всушност, плоча што ќе ја даде нашата ласерска диода до потребната моќност. Не треба да го поврзувате изворот на енергија директно со ласерската диода - тој ќе се расипе. Ласерската диода мора да се напојува со струја, а не со напон.

Колиматорот е, всушност, модул со леќа што го намалува целото зрачење во тесен зрак. Готови колиматори може да се купат во радио продавници. Овие веднаш имаат погодно место за инсталирање ласерска диода, а цената е 200-500 рубли.

Можете исто така да користите колиматор од кинески покажувач, но ласерската диода тешко ќе се закачи, а самото тело на колиматорот најверојатно ќе биде изработено од метализирана пластика. Ова значи дека нашата диода нема да се излади добро. Но, ова е исто така можно. Оваа опција може да се најде на крајот од статијата.

Прво треба да ја добиете самата ласерска диода. Ова е многу кревок и мал дел од нашиот DVD-RW погон - бидете внимателни. Моќна црвена ласерска диода се наоѓа во превозот на нашиот погон. Можете да го разликувате од слаб по неговиот поголем радијатор од оној на конвенционалната IR диода.

Препорачливо е да се користи антистатичка лента на зглобот бидејќи ласерската диода е многу чувствителна на статички напон. Ако нема нараквица, тогаш можете да ги завиткате каблите на диодите со тенка жица додека чека да се инсталира во куќиштето.

Според оваа шема, треба да го залемете возачот.

Не мешајте го поларитетот! Ласерската диода исто така веднаш ќе пропадне ако поларитетот на испорачаната моќност е неточен.

Дијаграмот покажува кондензатор од 200 mF, меѓутоа, за преносливост, 50-100 mF е сосема доволно.

Пред да ја инсталирате ласерската диода и да склопите сè во куќиштето, проверете ја функционалноста на двигателот. Поврзете друга ласерска диода (неработна или втората од погонот) и измерете ја струјата со мултиметар. Во зависност од карактеристиките на брзината, моменталната јачина мора да биде правилно избрана. За 16 модели, 300-350mA е сосема погодна. За најбрзите 22x, можете дури и да снабдувате 500 mA, но со сосема поинаков драјвер, чие производство планирам да го опишам во друга статија.

Изгледа страшно, но функционира!

Естетика.

Ласерот составен по тежина може да се пофали само пред истите луди техно-манијаци, но за убавина и погодност подобро е да се собере во пригоден случај. Тука е подобро да изберете сами како ви се допаѓа. Го монтирав целото коло во обична LED светилка. Неговите димензии не надминуваат 10x4cm. Сепак, не препорачувам да го носите со себе: никогаш не знаете какви тврдења можат да поднесат релевантните органи. Подобро е да го чувате во специјална футрола за да не стане правлива осетливата леќа.

Ова е опција со минимални трошоци - се користи колиматор од кинески покажувач:

Користењето на фабрички изработен модул ќе ви овозможи да ги добиете следните резултати:

Ласерскиот зрак е видлив навечер:

И, се разбира, во темнината:

Можеби.

Да, во следните статии сакам да кажам и да покажам како може да се користат такви ласери. Како да се направат многу помоќни примероци, способни да сечат метал и дрво, а не само да палат кибрит и да топат пластика. Како да направите холограми и да скенирате објекти за да креирате модели на 3D Studio Max. Како да направите моќни зелени или сини ласери. Опсегот на примена на ласерите е доста широк, а една статија не може да го направи тоа овде.

Внимание! Не заборавајте за безбедносни мерки на претпазливост! Ласерите не се играчка! Грижете се за вашите очи!

Категории

Изборот на уредникот