Jinsi ya kufanya laser yenye nguvu na mikono yako mwenyewe, video. Jinsi ya kufanya laser nyumbani: teknolojia DIY laser kukata ya chuma

Wakati ndani kaya kuna haja ya kukata karatasi ya chuma, basi huwezi kufanya bila mkataji wa laser, umekusanyika kwa mikono yako mwenyewe.

Maisha ya pili kwa vitu rahisi

Bwana wa nyumbani yuko kila wakati utapata maombi hata yale mambo ambayo yameharibika. Kwa hivyo, pointer ya zamani ya laser inaweza kupata maisha ya pili na kugeuka kuwa mkataji wa laser. Ili kuleta wazo hili maisha, utahitaji:

Kiashiria cha laser.
Tochi.
Betri (ni bora kuchukua zile zinazoweza kuchajiwa).
Rekoda ya CD/DVD-RW yenye kiendeshi chenye laser inayofanya kazi.
Chuma cha soldering.
Screwdrivers pamoja.

Kazi huanza kwa kuondoa mkataji wa laser kutoka kwa gari. Hii ni kazi ngumu inayohitaji umakini wa hali ya juu. Wakati wa kuondoa kifunga cha juu, unaweza kukutana na gari lenye laser iliyojengwa ndani. Inaweza kusonga kwa njia mbili. Gari lazima liondolewe kwa uangalifu mkubwa na vifaa vyote vinavyoweza kutenganishwa na visu lazima viondolewe kwa uangalifu. Ifuatayo, unahitaji kuondoa diode nyekundu ambayo hufanya kuchoma. Kazi hii inaweza kufanyika kwa kutumia chuma cha soldering. Ikumbukwe kwamba hii maelezo muhimu inahitaji umakini zaidi. Haipendekezi kuitingisha au kuiacha.

Ili kuongeza nguvu ya mkataji wa laser kwenye pointer iliyoandaliwa, ni muhimu kuchukua nafasi ya diode ya "asili" na ile iliyoondolewa kwenye rekodi.

Pointer inapaswa kugawanywa kwa mlolongo na kwa uangalifu. Inafungua na kugawanyika vipande vipande. Sehemu inayohitaji uingizwaji iko juu. Ikiwa ni vigumu kuiondoa, basi unaweza kujisaidia kwa kisu, kutikisa kidogo pointer. Mpya imewekwa mahali pa diode ya asili. Unaweza kuifunga kwa gundi.

Hatua inayofuata ya kazi ni ujenzi wa jengo jipya. Hapa ndipo tochi ya zamani inakuja kwa manufaa. Shukrani kwa hilo, laser mpya itakuwa rahisi kutumia na kuunganisha kwa nguvu. Sehemu ya mwisho iliyoboreshwa ya pointer imewekwa kwenye mwili wa tochi. Kisha nguvu huunganishwa kutoka kwa betri hadi kwenye diode. Wakati wa kuunganisha, ni muhimu sana kuweka polarity kwa usahihi. Kabla ya kukusanya tochi, unahitaji kuondoa kioo na sehemu zilizobaki za pointer ili hakuna kitu kinachoingilia njia ya moja kwa moja ya boriti ya laser.

Kabla ya kutumia kitengo kilichokusanyika kwa mikono yako mwenyewe, unahitaji kuangalia tena ikiwa laser imewekwa kwa nguvu na kiwango, na ikiwa polarity ya waya imeunganishwa kwa usahihi.

Ikiwa kila kitu kimefanywa kwa usahihi, kitengo kinaweza kutumika. Itakuwa vigumu kufanya kazi kwa chuma, kwa kuwa kifaa kina nguvu kidogo, lakini inawezekana kabisa kuwaka kwa karatasi, polyethilini au kitu sawa.

Rudi kwa yaliyomo

Muundo ulioboreshwa

Inaweza kufanywa kuwa na nguvu zaidi laser ya nyumbani mkataji. Kufanya kazi unahitaji kujiandaa:

Rekoda ya CD/DVD-RW (mfano usiofanya kazi unaweza kutumika).
Vipinga 2-5 Ohm.
Betri.
Capacitors 100 pF na 100 mF.
Waya.
Chuma cha soldering.
Collimator.
Tochi ya LED katika nyumba ya chuma.

Dereva amekusanyika kutoka kwa vipengele hivi, ambavyo vitatoa mkataji nguvu inayohitajika. Inapaswa kukumbuka kuwa chanzo cha sasa hakiunganishwa moja kwa moja na diode. Vinginevyo itakuwa isiyoweza kutumika kabisa. Nguvu inaweza tu kuunganishwa kwa njia ya kupinga ballast.

Mwili ulio na lenzi hufanya kama collimator. Ni yeye ambaye atakusanya miale kwenye boriti moja. Sehemu hii inaweza kununuliwa katika duka maalumu. Sehemu nzuri ni kwamba ina tundu la kuweka diode ya laser.

Laser hii inatengenezwa kwa njia sawa na mfano uliopita. Wakati wa kazi, ni muhimu kutumia wristbands antistatic kuondoa voltage tuli kutoka diode laser. Ikiwa haiwezekani kununua vikuku vile, waya nyembamba inaweza kutumika na kujeruhiwa karibu na diode. Kisha unaweza kuendelea na kukusanya dereva.

Uwezekano wa kufanya kitu muhimu kutoka kwa vifaa visivyotumiwa au vyema huvutia wafundi wengi wa nyumbani. Moja ya haya vifaa muhimu ni mkataji wa laser. Kuwa na kifaa kama hicho (wengine hata huifanya kutoka kwa kawaida pointer ya laser), inaweza kufanywa kubuni mapambo bidhaa kutoka kwa nyenzo mbalimbali.

Ni nyenzo gani na taratibu zitahitajika

Ili kufanya mkataji wa laser rahisi na mikono yako mwenyewe, utahitaji nyenzo zifuatazo Na vifaa vya kiufundi:

pointer ya laser;
tochi ya kawaida iliyo na betri zinazoweza kuchajiwa tena;
gari la zamani la burner (CD/DVD-RW) iliyo na gari la laser (sio lazima kabisa kwamba gari kama hilo liwe katika hali ya kufanya kazi);
chuma cha soldering;
seti ya zana za kufuli.

Kwa hivyo, unaweza kufanya kifaa rahisi cha kukata laser kwa kutumia vifaa ambavyo ni rahisi kupata kwenye semina yako ya nyumbani au karakana.

Mchakato wa kutengeneza mkataji wa laser rahisi

Kipengele kikuu cha kazi mkataji wa nyumbani Muundo uliopendekezwa ni kipengele cha laser cha gari la disk ya kompyuta. Unapaswa kuchagua mfano wa kuendesha gari kwa sababu laser katika vifaa vile ina nguvu ya juu, ambayo inakuwezesha kuchoma nyimbo kwenye uso wa diski iliyowekwa ndani yao. Ubunifu wa diski ya aina ya kusoma pia ina mtoaji wa laser, lakini nguvu yake, inayotumiwa tu kuangazia diski, ni ya chini.

Laser emitter, ambayo ina vifaa vya kurekodi disk drive, imewekwa kwenye gari maalum ambalo linaweza kusonga kwa njia mbili. Ili kuondoa emitter kutoka kwa gari, ni muhimu kuifungua kutoka kwa idadi kubwa ya vifungo na vifaa vinavyoweza kuondokana. Wanapaswa kuondolewa kwa uangalifu sana ili wasiharibu kipengele cha laser. Isipokuwa zana za kawaida, ili kuondoa diode nyekundu ya laser (na hii ndiyo unayohitaji kuandaa mkataji wa laser ya nyumbani), utahitaji chuma cha soldering ili kutolewa kwa makini diode kutoka kwa viungo vya solder zilizopo. Wakati wa kuondoa emitter kutoka kwa kiti chake, unapaswa kuwa makini na makini usiipate kwa mkazo mkali wa mitambo, ambayo inaweza kusababisha kushindwa kwake.

Emitter, iliyoondolewa kwenye gari la kompyuta ya kuandika, lazima imewekwa badala ya LED ambayo ilikuwa na vifaa vya awali vya laser. Ili kufanya utaratibu huu, pointer ya laser lazima ivunjwa, ikigawanya mwili wake katika sehemu mbili. Juu yao kuna LED, ambayo inapaswa kuondolewa na kubadilishwa na emitter laser kutoka kwenye gari la disk ya kompyuta. Wakati wa kurekebisha emitter kama hiyo kwenye mwili wa pointer, unaweza kutumia gundi (ni muhimu tu kuhakikisha kuwa jicho la mtoaji liko madhubuti katikati ya shimo lililokusudiwa kutoka kwa boriti).

Voltage inayotokana na vifaa vya nguvu katika pointer ya laser haitoshi kuhakikisha ufanisi wa kutumia mkataji wa laser, kwa hivyo haifai kuwatumia kuandaa kifaa kama hicho. Kwa cutter rahisi zaidi ya laser, betri zinazoweza kuchaji tena zinazotumiwa kwenye tochi ya kawaida ya umeme zinafaa. Kwa hivyo, kwa kuchanganya sehemu ya chini ya tochi, ambayo huweka betri zake, na sehemu ya juu ya pointer ya laser, ambapo emitter kutoka kwenye gari la kuandika kompyuta iko tayari, unaweza kupata mkataji wa laser anayefanya kazi kikamilifu. Wakati wa kufanya mchanganyiko huo, ni muhimu sana kudumisha polarity betri, ambayo itasambaza umeme kwa mtoaji.

Kabla ya kukusanya mkataji wa laser ya mikono ya muundo uliopendekezwa, ni muhimu kuondoa glasi iliyowekwa ndani yake kutoka kwa ncha ya pointer, ambayo itazuia kifungu cha boriti ya laser. Kwa kuongeza, unahitaji tena kuangalia uunganisho sahihi wa emitter na betri, pamoja na jinsi jicho lake liko kwa usahihi kuhusiana na shimo la pato la ncha ya pointer. Mara tu vipengele vyote vya kimuundo vimeunganishwa kwa usalama kwa kila mmoja, unaweza kuanza kutumia mkataji.

Bila shaka, kwa laser hiyo ya chini ya nguvu haitawezekana kukata karatasi ya chuma, na haitafaa kwa ajili ya mbao, lakini inafaa kwa kutatua matatizo rahisi yanayohusiana na kukata kadi au karatasi nyembamba za polymer.

Kutumia algorithm iliyoelezwa hapo juu, inawezekana kuzalisha mkataji wa laser yenye nguvu zaidi, kuboresha kidogo muundo uliopendekezwa. Hasa, kifaa kama hicho lazima kiwe na vifaa vya ziada kama vile:

capacitors ambao uwezo wao ni 100 pF na 100 mF;
resistors na vigezo 2-5 Ohms;
collimator - kifaa ambacho hutumiwa kukusanya mionzi ya mwanga kupita ndani yake kwenye boriti nyembamba;
Tochi ya LED yenye mwili wa chuma.

Capacitors na resistors katika kubuni ya vile cutter laser ni muhimu ili kuunda dereva kwa njia ambayo nguvu ya umeme itatoka kutoka kwa betri hadi kwa emitter laser. Ikiwa hutumii dereva na kutumia sasa moja kwa moja kwa emitter, mwisho unaweza kushindwa mara moja. Licha ya nguvu ya juu, vile mashine ya laser Pia haitafanya kazi kwa kukata plywood, plastiki nene, na hasa chuma.

Jinsi ya kutengeneza kifaa chenye nguvu zaidi

Mafundi wa nyumbani mara nyingi wanavutiwa na mashine za laser zenye nguvu zaidi ambazo wanaweza kutengeneza kwa mikono yao wenyewe. Inawezekana kufanya laser kwa kukata plywood kwa mikono yako mwenyewe na hata cutter laser kwa chuma, lakini kwa hili unahitaji kupata vipengele vinavyofaa. Katika kesi hii, ni bora kufanya mara moja mashine yako ya laser, ambayo itakuwa na utendaji mzuri na kufanya kazi kwa hali ya kiotomatiki, inayodhibitiwa na kompyuta ya nje.

Kulingana na ikiwa una nia ya DIY au unahitaji kifaa cha kufanya kazi kwenye kuni na vifaa vingine, unapaswa kuchagua kwa usahihi kipengele kikuu cha vifaa vile - mtoaji wa laser, nguvu ambayo inaweza kuwa tofauti. Kwa kawaida, kukata kwa laser ya plywood hufanywa na kifaa cha nguvu ya chini, na laser ya kukata chuma lazima iwe na emitter yenye nguvu ya angalau 60 W.

Ili kutengeneza mashine kamili ya laser, pamoja na kukata chuma na mikono yako mwenyewe, utahitaji zifuatazo Matumizi na vipengele:

mtawala ambaye atakuwa na jukumu la mawasiliano kati ya kompyuta ya nje na vipengele vya elektroniki vya kifaa yenyewe, na hivyo kuhakikisha udhibiti wa uendeshaji wake;
bodi ya elektroniki iliyo na onyesho la habari;
laser (nguvu zake huchaguliwa kulingana na vifaa ambavyo cutter inayotengenezwa itatumika);
motors za stepper, ambazo zitakuwa na jukumu la kusonga desktop ya kifaa kwa pande mbili (motor za stepper kutoka kwa printa zisizotumiwa au vicheza DVD zinaweza kutumika kama motors);
kifaa cha baridi kwa emitter;
Mdhibiti wa DC-DC, ambayo itadhibiti kiasi cha voltage inayotolewa kwa bodi ya elektroniki ya emitter;
transistors na bodi za elektroniki za kudhibiti motors za stepper za cutter;
Swichi za kikomo;
pulleys kwa ajili ya kufunga mikanda ya muda na mikanda yenyewe;
nyumba, ukubwa wa ambayo inaruhusu vipengele vyote vya muundo uliokusanyika kuwekwa ndani yake;
fani za mpira wa kipenyo tofauti;
bolts, karanga, screws, mahusiano na clamps;
mbao za mbao, ambayo sura ya kazi ya mkataji itafanywa;
vijiti vya chuma na kipenyo cha mm 10, ambayo itatumika kama vipengele vya mwongozo;
kompyuta na kebo ya USB ambayo itaunganishwa na mtawala wa kukata;
seti ya zana za kufuli.

Ikiwa unapanga kutumia mashine ya laser kwa kazi ya chuma ya kufanya-wewe-mwenyewe, basi muundo wake lazima uimarishwe ili kuhimili uzito wa karatasi ya chuma inayosindika.

Uwepo wa kompyuta na mtawala katika muundo wa kifaa kama hicho huruhusu kutumiwa sio tu kama mkataji wa laser, lakini pia kama mashine ya kuchonga. Kutumia kifaa hiki, operesheni ambayo inadhibitiwa na maalum programu ya kompyuta, inawezekana kutumia mifumo ngumu na maandishi kwenye uso wa workpiece kwa usahihi wa juu na maelezo. Programu inayolingana inaweza kupatikana kwa uhuru kwenye mtandao.

Kwa kubuni, mashine ya laser, ambayo unaweza kujifanya mwenyewe, ni kifaa cha aina ya shuttle. Vipengele vyake vinavyotembea na vinavyoongoza vina jukumu la kusonga kichwa cha kazi pamoja na axes X na Y. Mhimili wa Z ni kina ambacho nyenzo zinazosindika hukatwa. Kwa kusonga kichwa cha kazi cha cutter ya laser ya muundo uliowasilishwa, kama ilivyotajwa hapo juu, motors za stepper zinawajibika, ambazo zimewekwa kwenye sehemu za stationary za sura ya kifaa na kushikamana na vitu vya kusonga kwa kutumia mikanda ya meno.

Kipande cha kubebea kinachohamishika cha nyumbani

Usaidizi wa kuteleza Kichwa na laser na radiator Mkutano Carriage

Leo tutazungumzia jinsi ya kufanya laser yenye nguvu ya kijani au bluu mwenyewe nyumbani kutoka kwa vifaa vya chakavu na mikono yako mwenyewe. Pia tutazingatia michoro, michoro na muundo wa viashiria vya laser vya nyumbani na boriti ya kuwasha na safu ya hadi 20 km.

Msingi wa kifaa cha laser ni jenereta ya macho ya quantum, ambayo, kwa kutumia umeme, mafuta, kemikali au nishati nyingine, hutoa boriti ya laser.

Operesheni ya laser inategemea uzushi wa mionzi ya kulazimishwa (ikiwa). Mionzi ya laser inaweza kuendelea, kwa nguvu ya mara kwa mara, au kusukuma, kufikia nguvu za kilele cha juu sana. Kiini cha jambo hilo ni kwamba atomi iliyosisimka ina uwezo wa kutoa fotoni chini ya ushawishi wa fotoni nyingine bila kunyonya kwake, ikiwa nishati ya mwisho ni sawa na tofauti katika nishati ya viwango vya atomi kabla na baada ya mionzi. Katika kesi hii, photon iliyotolewa inaambatana na photon iliyosababisha mionzi, yaani, ni yake. nakala halisi. Kwa njia hii mwanga unakuzwa. Hali hii inatofautiana na mionzi ya hiari, ambapo fotoni zinazotolewa huwa na mwelekeo wa uenezi wa nasibu, ubaguzi na awamu.
Uwezekano kwamba fotoni nasibu itasababisha uchangaji unaochangamshwa kutoka kwa atomi iliyosisimka ni sawa kabisa na uwezekano wa kufyonzwa kwa fotoni hii kwa atomi katika hali isiyofurahishwa. Kwa hiyo, ili kuongeza mwanga, ni muhimu kuwa na atomi za msisimko zaidi katikati kuliko zisizofurahi. Katika hali ya usawa, hali hii haijaridhika, kwa hiyo tunatumia mifumo mbalimbali kusukuma kati ya kazi ya laser (macho, umeme, kemikali, nk). Katika miradi mingine, kipengele cha kufanya kazi cha laser kinatumika kama amplifier ya macho ya mionzi kutoka kwa chanzo kingine.

Hakuna mtiririko wa nje wa fotoni kwenye jenereta ya quantum; idadi ya watu kinyume huundwa ndani yake kwa kutumia vyanzo anuwai vya pampu. Kulingana na vyanzo vilivyopo njia mbalimbali kusukuma:
macho - taa yenye nguvu ya flash;
kutokwa kwa gesi katika dutu ya kazi (kati ya kazi);
sindano (uhamisho) wa flygbolag za sasa katika semiconductor katika ukanda
p-n mabadiliko;
msisimko wa elektroniki (mionzi ya semiconductor safi katika utupu na mtiririko wa elektroni);
mafuta (inapokanzwa gesi ikifuatiwa na baridi ya haraka;
kemikali (kwa kutumia nishati ya athari za kemikali) na wengine wengine.

Chanzo kikuu cha kizazi ni mchakato wa utoaji wa papo hapo, kwa hivyo, ili kuhakikisha mwendelezo wa vizazi vya fotoni, uwepo wa maoni chanya ni muhimu, kwa sababu ambayo fotoni zinazotolewa husababisha vitendo vifuatavyo vya uzalishaji unaosababishwa. Kwa kufanya hivyo, kati ya kazi ya laser imewekwa kwenye cavity ya macho. Katika kesi rahisi zaidi, ina vioo viwili, moja ambayo ni translucent - kwa njia hiyo boriti ya laser hutoka kwa resonator.

Kutafakari kutoka kwa vioo, boriti ya mionzi hupita mara kwa mara kupitia resonator, na kusababisha mabadiliko yaliyotokana ndani yake. Mionzi inaweza kuwa ya kuendelea au ya pulsed. Wakati huo huo, kwa kutumia vifaa anuwai kuzima haraka na kuwasha maoni na kwa hivyo kupunguza kipindi cha mapigo, inawezekana kuunda hali ya kizazi cha mionzi. nguvu ya juu- hizi ni kinachojulikana msukumo mkubwa. Njia hii ya uendeshaji wa laser inaitwa Q-switched mode.
Boriti ya laser ni mshikamano, monochrome, polarized, flux mwanga iliyoongozwa nyembamba. Kwa neno moja, hii ni boriti ya mwanga iliyotolewa sio tu na vyanzo vya synchronous, lakini pia katika safu nyembamba sana, na kwa mwelekeo. Aina ya mtiririko wa mwanga uliokolea sana.

Mionzi inayotokana na laser ni monochromatic, uwezekano wa utoaji wa fotoni ya urefu fulani wa wimbi ni kubwa zaidi kuliko ile ya karibu, inayohusishwa na upanuzi wa mstari wa spectral, na uwezekano wa mabadiliko yanayotokana na mzunguko huu pia una. kiwango cha juu. Kwa hiyo, hatua kwa hatua wakati wa mchakato wa kizazi, fotoni za urefu fulani wa wimbi zitatawala juu ya fotoni zingine zote. Kwa kuongezea, kwa sababu ya mpangilio maalum wa vioo, ni picha tu ambazo zinaenea kwa mwelekeo sambamba na mhimili wa macho wa resonator kwa umbali mfupi kutoka kwake huhifadhiwa kwenye boriti ya laser; fotoni zilizobaki huacha haraka kiasi cha resonator. Kwa hivyo, boriti ya laser ina pembe ndogo sana ya kutofautisha. Hatimaye, boriti ya laser ina polarization iliyofafanuliwa madhubuti. Ili kufanya hivyo, polarizers mbalimbali huletwa ndani ya resonator, kwa mfano, zinaweza kuwa sahani za kioo gorofa zilizowekwa kwa pembe ya Brewster kwa mwelekeo wa uenezi wa boriti ya laser.

Urefu wa kazi wa laser, pamoja na mali nyingine, hutegemea kile maji ya kazi hutumiwa katika laser. Kioevu kinachofanya kazi "husukumwa" na nishati ili kupata athari ya ubadilishaji wa idadi ya elektroni, ambayo husababisha utoaji wa fotoni na athari ya ukuzaji wa macho. Fomu rahisi zaidi Resonator ya macho ina vioo viwili vya sambamba (kunaweza pia kuwa na nne au zaidi kati yao) ziko karibu na maji ya kazi ya laser. Mionzi iliyochochewa ya maji ya kazi inaonekana nyuma na vioo na inaimarishwa tena. Hadi wakati inapotoka, wimbi linaweza kuonyeshwa mara nyingi.

Kwa hivyo, hebu tuunda kwa ufupi masharti muhimu ili kuunda chanzo cha mwanga thabiti:

unahitaji dutu ya kufanya kazi na idadi ya watu waliogeuzwa. Ni hapo tu ndipo upanuzi wa mwanga unaweza kupatikana kupitia mabadiliko ya kulazimishwa;
dutu ya kazi inapaswa kuwekwa kati ya vioo vinavyotoa maoni;
faida inayotolewa na dutu inayofanya kazi, ambayo inamaanisha idadi ya atomi au molekuli zilizosisimua katika dutu inayofanya kazi lazima iwe kubwa kuliko thamani ya kizingiti kulingana na mgawo wa kuakisi wa kioo cha pato.

Miundo ya laser inaweza kutumika aina zifuatazo vyombo vya kazi:

Kioevu. Inatumika kama giligili ya kufanya kazi, kwa mfano, katika lasers za rangi. Inajumuisha: kutengenezea kikaboni(methanoli, ethanoli au ethylene glycol) ambayo dyes za kemikali (coumarin au rhodamine) hupasuka. Urefu wa uendeshaji wa lasers za kioevu imedhamiriwa na usanidi wa molekuli za rangi zinazotumiwa.

Gesi. Hasa, dioksidi kaboni, argon, kriptoni au mchanganyiko wa gesi, kama katika lasers ya heliamu-neon. "Kusukuma" na nishati ya lasers hizi mara nyingi hufanywa kwa kutumia kutokwa kwa umeme.
Mango (fuwele na glasi). Nyenzo imara ya maji hayo ya kazi imeamilishwa (doped) kwa kuongeza kiasi kidogo cha chromium, neodymium, erbium au titani ions. Fuwele zinazotumika sana ni: garnet ya alumini ya yttrium, floridi ya lithiamu yttrium, yakuti (oksidi ya alumini), na kioo cha silicate. Laser za hali ngumu kawaida "husukumwa" na taa inayowaka au leza nyingine.

Semiconductors. Nyenzo ambayo mpito wa elektroni kati ya viwango vya nishati inaweza kuambatana na mionzi. Laser za semiconductor ni compact sana na "pumpuble" mshtuko wa umeme, kuziruhusu kutumika katika vifaa vya watumiaji kama vile vichezeshi vya CD.

Ili kugeuza amplifier kuwa oscillator, ni muhimu kuandaa maoni. Katika lasers, hii inafanikiwa kwa kuweka dutu inayotumika kati ya nyuso zinazoakisi (vioo), na kutengeneza kinachojulikana kama "resonator wazi" kwa sababu ya ukweli kwamba sehemu ya nishati inayotolewa na dutu inayotumika huonyeshwa kutoka kwa vioo na kurudi tena. dutu inayofanya kazi

Laser hutumia resonators za macho za aina mbalimbali - na vioo vya gorofa, spherical, mchanganyiko wa gorofa na spherical, nk Katika resonators za macho ambazo hutoa maoni katika Laser, aina fulani tu za oscillations zinaweza kusisimua. uwanja wa sumakuumeme, ambayo huitwa oscillations ya asili au njia za resonator.

Modes ni sifa ya mzunguko na sura, yaani, usambazaji wa anga wa vibrations. Katika resonator yenye vioo vya gorofa, aina za oscillations zinazofanana na mawimbi ya ndege zinazoenea kando ya mhimili wa resonator ni msisimko mkubwa. Mfumo wa vioo viwili vinavyofanana husikika tu kwa masafa fulani - na katika laser pia ina jukumu ambalo mzunguko wa oscillatory hucheza katika jenereta za kawaida za mzunguko wa chini.

Matumizi ya resonator wazi (na sio kufungwa - cavity ya chuma iliyofungwa - tabia ya aina mbalimbali za microwave) ni ya msingi, kwani katika upeo wa macho resonator yenye vipimo L = ? (L ni saizi ya sifa ya resonator, ? ni urefu wa wimbi) haiwezi kutengenezwa, na kwa L >> ? resonator iliyofungwa inapoteza sifa zake za resonant kwa sababu idadi ya aina zinazowezekana za oscillations inakuwa kubwa sana kwamba zinaingiliana.

Kutokuwepo kwa kuta za upande kwa kiasi kikubwa hupunguza idadi ya aina zinazowezekana za oscillations (modes) kutokana na ukweli kwamba mawimbi yanayoenea kwa pembe kwa mhimili wa resonator haraka huenda zaidi ya mipaka yake, na inaruhusu kudumisha mali ya resonant ya resonator katika L. >>?. Hata hivyo, resonator katika laser haitoi tu maoni kwa kurudisha mionzi iliyoonyeshwa kutoka kwa vioo hadi kwenye dutu ya kazi, lakini pia huamua wigo wa mionzi ya laser, sifa zake za nishati, na mwelekeo wa mionzi.
Katika ukadiriaji rahisi zaidi wa wimbi la ndege, hali ya kutoa sauti katika kipata sauti chenye vioo bapa ni kwamba nambari kamili ya nusu-mawimbi inalingana na urefu wa kitoa sauti: L=q(?/2) (q ni nambari kamili) , ambayo husababisha usemi wa marudio ya aina ya oscillation yenye faharasa q: ?q=q(C/2L). Matokeo yake, wigo wa mionzi ya mwanga, kama sheria, ni seti ya mistari nyembamba ya spectral, vipindi kati ya ambayo ni sawa na sawa na c/2L. Idadi ya mistari (vipengele) kwa urefu uliopewa L inategemea mali ya kati ya kazi, yaani, juu ya wigo wa utoaji wa papo hapo kwenye mpito wa quantum unaotumiwa na inaweza kufikia makumi na mamia kadhaa. Chini ya hali fulani, inageuka kuwa inawezekana kutenga sehemu moja ya spectral, yaani, kutekeleza utawala wa lasing wa mode moja. Upana wa spectral wa kila sehemu imedhamiriwa na upotezaji wa nishati katika resonator na, kwanza kabisa, kwa kupitisha na kunyonya kwa mwanga na vioo.

Maelezo ya mzunguko wa faida katika dutu ya kazi (imedhamiriwa na upana na sura ya mstari wa dutu ya kazi) na seti ya masafa ya asili ya resonator wazi. Kwa resonators wazi na kipengele cha ubora wa juu kinachotumiwa katika lasers, pasi ya resonator ??p, ambayo huamua upana wa curves resonance ya modes ya mtu binafsi, na hata umbali kati ya modes jirani ??h inageuka kuwa chini ya mstari wa faida. ??h, na hata kwenye lasers za gesi, ambapo upanuzi wa mstari ni mdogo zaidi. Kwa hiyo, aina kadhaa za oscillations ya resonator huingia kwenye mzunguko wa amplification.

Kwa hivyo, laser sio lazima kuzalisha kwa mzunguko mmoja; mara nyingi zaidi, kinyume chake, kizazi hutokea wakati huo huo katika aina kadhaa za oscillations, ambayo amplification? hasara zaidi katika resonator. Ili laser ifanye kazi kwa masafa moja (katika hali ya masafa moja), ni muhimu, kama sheria, kuchukua hatua maalum (kwa mfano, kuongeza hasara, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3) au kubadilisha umbali kati ya vioo. ili mmoja tu aingie kwenye mzunguko wa faida.mtindo. Kwa kuwa katika optics, kama ilivyoelezwa hapo juu, ?h > ?p na mzunguko wa kizazi katika laser imedhamiriwa hasa na mzunguko wa resonator, basi ili kuweka mzunguko wa kizazi imara, ni muhimu kuimarisha resonator. Kwa hivyo, ikiwa faida katika dutu ya kazi inashughulikia hasara katika resonator kwa aina fulani za oscillations, kizazi hutokea juu yao. Mbegu ya kutokea kwake ni, kama katika jenereta yoyote, kelele, ambayo inawakilisha utoaji wa moja kwa moja katika leza.
Ili kati ya kazi itoe mwanga wa monochromatic, ni muhimu kuanzisha maoni, yaani, sehemu ya kile kinachotolewa na kati hii. flux mwanga tuma tena ndani ili kutoa hewa chafu iliyochochewa. Maoni mazuri yanafanywa kwa kutumia resonators za macho, ambazo katika toleo la msingi ni vioo viwili vya coaxially (sambamba na kando ya mhimili huo huo), moja ambayo ni translucent, na nyingine ni "viziwi," yaani, inaonyesha kabisa mwanga wa mwanga. Dutu ya kazi (kati ya kazi), ambayo idadi ya watu inverse huundwa, imewekwa kati ya vioo. Mionzi iliyochochewa inapita katikati ya kazi, imeimarishwa, inaonekana kutoka kioo, inapita katikati tena na inazidishwa zaidi. Kupitia kioo cha uwazi, sehemu ya mionzi hutolewa kwenye mazingira ya nje, na sehemu inaonekana nyuma kwenye mazingira na kuimarishwa tena. Katika masharti fulani mtiririko wa fotoni ndani ya dutu inayofanya kazi utaanza kuongezeka kama maporomoko ya theluji, na kizazi cha mwanga wa monochromatic kitaanza.

Kanuni ya uendeshaji wa resonator ya macho, idadi kubwa ya chembe za dutu ya kazi, inayowakilishwa na miduara ya wazi, iko katika hali ya chini, yaani, katika kiwango cha chini cha nishati. Si tu idadi kubwa ya chembe, zinazowakilishwa na duru za giza, ziko katika hali ya msisimko wa kielektroniki. Wakati dutu ya kazi inakabiliwa na chanzo cha kusukumia, chembe nyingi huenda katika hali ya msisimko (idadi ya miduara ya giza imeongezeka), na idadi ya watu inverse huundwa. Ifuatayo (Mchoro 2c) utoaji wa hiari wa baadhi ya chembe zinazotokea katika hali ya msisimko wa kielektroniki hutokea. Mionzi iliyoelekezwa kwa pembe kwa mhimili wa resonator itaacha dutu ya kazi na resonator. Mionzi ambayo inaelekezwa kando ya mhimili wa resonator itakaribia kioo uso.

Kwa kioo cha translucent, sehemu ya mionzi itapita ndani yake mazingira, na sehemu yake itaonyeshwa na tena kuelekezwa kwenye dutu ya kazi, inayohusisha chembe katika hali ya msisimko katika mchakato wa utoaji wa kuchochea.

Katika kioo cha "viziwi", mtiririko mzima wa mionzi utaonyeshwa na tena kupitia dutu inayofanya kazi, ikitoa mionzi kutoka kwa chembe zote zilizobaki za msisimko, ambayo inaonyesha hali wakati chembe zote za msisimko zilitoa nishati yao iliyohifadhiwa, na kwa matokeo ya resonator, upande wa kioo cha translucent, flux yenye nguvu ya mionzi iliyosababishwa iliundwa.

Vipengele kuu vya kimuundo vya leza ni pamoja na dutu inayofanya kazi iliyo na viwango fulani vya nishati vya atomi na molekuli zao, chanzo cha pampu ambacho huunda ubadilishaji wa idadi ya watu katika dutu inayofanya kazi, na tundu la macho. Kuna idadi kubwa ya lasers tofauti, lakini wote wana sawa na rahisi mchoro wa mpangilio kifaa, ambacho kinaonyeshwa kwenye Mtini. 3.

Isipokuwa ni lasers za semiconductor kwa sababu ya utaalam wao, kwani kila kitu juu yao ni maalum: fizikia ya michakato, njia za kusukuma maji na muundo. Semiconductors ni malezi ya fuwele. Katika atomi ya mtu binafsi, nishati ya elektroni huchukua madhubuti iliyofafanuliwa maadili tofauti, na kwa hiyo hali ya nishati ya elektroni katika atomi inaelezwa katika lugha ya viwango. Katika kioo cha semiconductor, viwango vya nishati huunda bendi za nishati. Katika semiconductor safi ambayo haina uchafu wowote, kuna bendi mbili: kinachojulikana bendi ya valence na bendi ya uendeshaji iko juu yake (kwa kiwango cha nishati).

Kati yao kuna pengo la maadili ya nishati marufuku, ambayo inaitwa bandgap. Kwa joto la semiconductor sawa na sifuri kabisa, bendi ya valence inapaswa kujazwa kabisa na elektroni, na bendi ya upitishaji inapaswa kuwa tupu. Katika hali halisi, hali ya joto ni daima juu ya sifuri kabisa. Lakini ongezeko la joto husababisha msisimko wa joto wa elektroni, baadhi yao wanaruka kutoka kwa bendi ya valence hadi bendi ya uendeshaji.

Kama matokeo ya mchakato huu, idadi fulani (kidogo) ya elektroni inaonekana kwenye bendi ya upitishaji, na nambari inayolingana ya elektroni itakosekana kwenye bendi ya valence hadi ijazwe kabisa. Nafasi ya elektroni katika bendi ya valence inawakilishwa na chembe chaji chanya, ambayo inaitwa shimo. Mpito wa quantum wa elektroni kupitia pengo la bendi kutoka chini kwenda juu inachukuliwa kuwa mchakato wa kutengeneza jozi ya shimo la elektroni, elektroni zikiwa zimejilimbikizia kwenye ukingo wa chini wa bendi ya upitishaji, na mashimo kwenye ukingo wa juu wa bendi ya valence. Mpito kupitia ukanda uliokatazwa huwezekana sio tu kutoka chini hadi juu, lakini pia kutoka juu hadi chini. Utaratibu huu unaitwa recombination ya shimo la elektroni.

Wakati semiconductor safi inapoangaziwa na mwanga ambao nishati ya fotoni inazidi kidogo pengo la bendi, aina tatu za mwingiliano wa mwanga na maada zinaweza kutokea katika kioo cha semiconductor: kunyonya, utoaji wa papo hapo na utoaji wa mwanga unaochochewa. Aina ya kwanza ya mwingiliano inawezekana wakati photon inachukuliwa na elektroni iko karibu na makali ya juu ya bendi ya valence. Katika kesi hii, nguvu ya nishati ya elektroni itatosha kushinda pengo la bendi, na itafanya mpito wa quantum kwa bendi ya upitishaji. Utoaji wa moja kwa moja wa mwanga unawezekana wakati elektroni inarudi moja kwa moja kutoka kwa bendi ya upitishaji hadi bendi ya valence na utoaji wa quantum ya nishati - fotoni. Mionzi ya nje inaweza kuanzisha mpito kwa bendi ya valence ya elektroni iliyo karibu na makali ya chini ya bendi ya upitishaji. Matokeo ya aina hii ya tatu ya mwingiliano wa mwanga na dutu ya semiconductor itakuwa kuzaliwa kwa photon ya sekondari, sawa katika vigezo vyake na mwelekeo wa harakati kwa photon ambayo ilianzisha mpito.

Ili kutoa mionzi ya laser, inahitajika kuunda idadi tofauti ya "viwango vya kufanya kazi" kwenye semiconductor - kuunda mkusanyiko wa kutosha wa elektroni kwenye ukingo wa chini wa bendi ya upitishaji na mkusanyiko wa juu wa mashimo kwenye ukingo wa njia. bendi ya valence. Kwa madhumuni haya, lasers safi za semiconductor kawaida hupigwa na mtiririko wa elektroni.

Vioo vya resonator ni kingo zilizosafishwa za kioo cha semiconductor. Hasara ya lasers vile ni kwamba vifaa vingi vya semiconductor hutoa mionzi ya laser tu kwa joto la chini sana, na bombardment ya fuwele za semiconductor na mkondo wa elektroni husababisha kuwa moto sana. Hii inahitaji vifaa vya ziada vya baridi, ambavyo vinachanganya muundo wa kifaa na huongeza vipimo vyake.

Mali ya semiconductors na uchafu hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutokana na mali ya uchafu, semiconductors safi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba atomi za baadhi ya uchafu hutoa kwa urahisi moja ya elektroni zao kwa bendi ya upitishaji. Uchafu huu huitwa uchafu wa wafadhili, na semiconductor yenye uchafu huo inaitwa n-semiconductor. Atomi za uchafu mwingine, kinyume chake, hukamata elektroni moja kutoka kwa bendi ya valence, na uchafu huo ni kukubalika, na semiconductor yenye uchafu huo ni p-semiconductor. Kiwango cha nishati atomi za uchafu ziko ndani ya pengo la bendi: kwa n-semiconductors - karibu na makali ya chini ya bendi ya uendeshaji, kwa /-semiconductors - karibu na makali ya juu ya bendi ya valence.

Ikiwa voltage ya umeme imeundwa katika eneo hili ili kuna pole chanya upande wa p-semiconductor, na pole hasi upande wa p-semiconductor, basi chini ya ushawishi. uwanja wa umeme elektroni kutoka kwa n-semiconductor na mashimo kutoka kwa n-semiconductor itasonga (kuingiza) kwenye eneo la makutano ya p-n.

Wakati elektroni na mashimo zikiunganishwa, fotoni zitatolewa, na mbele ya resonator ya macho, mionzi ya laser inaweza kuzalishwa.

Vioo vya resonator ya macho ni kingo zilizong'aa za fuwele ya semiconductor, iliyoelekezwa kwa upenyo. p-n ndege- mpito. Laser kama hizo ni ndogo, kwani saizi ya kipengee cha kazi cha semiconductor inaweza kuwa karibu 1 mm.

Kulingana na sifa inayozingatiwa, lasers zote zimegawanywa kama ifuatavyo).

Ishara ya kwanza. Ni desturi ya kutofautisha kati ya amplifiers laser na jenereta. Katika amplifiers, mionzi dhaifu ya laser hutolewa kwa pembejeo, na inaimarishwa sawa na pato. Hakuna mionzi ya nje kwenye jenereta; inatokea kwenye dutu inayofanya kazi kwa sababu ya msisimko wake kwa kutumia vyanzo anuwai vya pampu. Vifaa vyote vya laser vya matibabu ni jenereta.

Ishara ya pili ni hali ya kimwili ya dutu ya kazi. Kwa mujibu wa hili, lasers imegawanywa katika hali-imara (ruby, yakuti, nk), gesi (helium-neon, heliamu-cadmium, argon, dioksidi kaboni, nk), kioevu (dielectric ya kioevu na atomi za kufanya kazi kwa uchafu wa atomi adimu. metali za dunia) na semiconductor (arsenide -gallium, gallium arsenide phosfidi, selenide ya risasi, nk).

Njia ya kusisimua dutu ya kazi ni ya tatu alama mahususi lasers. Kulingana na chanzo cha msisimko, lasers zinajulikana: kusukuma kwa macho, kusukuma na kutokwa kwa gesi, msisimko wa elektroniki, sindano ya wabebaji wa malipo, kusukuma kwa joto, kusukuma kwa kemikali, na wengine wengine.

Wigo wa utoaji wa laser ni kipengele kinachofuata cha uainishaji. Ikiwa mionzi imejilimbikizia katika safu nyembamba ya wavelengths, basi laser inachukuliwa kuwa monochromatic na data yake ya kiufundi inaonyesha urefu maalum wa wimbi; ikiwa katika aina mbalimbali, basi laser inapaswa kuchukuliwa kuwa broadband na upeo wa wavelength unaonyeshwa.

Kulingana na asili ya nishati iliyotolewa, lasers za pulsed na lasers zilizo na mionzi inayoendelea zinajulikana. Dhana za laser ya pulsed na laser yenye moduli ya mzunguko wa mionzi inayoendelea haipaswi kuchanganyikiwa, kwa kuwa katika kesi ya pili sisi kimsingi tunapokea mionzi ya vipindi ya masafa mbalimbali. Laser za mapigo zina nguvu ya juu katika mpigo mmoja, kufikia 10 W, wakati nguvu zao za wastani za mapigo, zilizoamuliwa na fomula zinazolingana, ni ndogo. Kwa lasers zinazoendelea za modulated, nguvu katika kinachojulikana pulse ni ya chini kuliko nguvu ya mionzi ya kuendelea.

Kulingana na wastani wa nguvu ya pato la mionzi (kipengele kinachofuata cha uainishaji), lasers imegawanywa katika:

· nishati ya juu (wiani wa flux ya nguvu ya mionzi kwenye uso wa kitu au kitu cha kibaolojia ni zaidi ya 10 W/cm2);

· nishati ya kati (wiani wa flux ya nguvu ya mionzi - kutoka 0.4 hadi 10 W / cm2);

· nishati ya chini (wiani wa mtiririko wa mionzi inayozalishwa ni chini ya 0.4 W/cm2).

· laini (mnururisho wa nishati inayozalishwa - E au wiani wa flux ya nguvu kwenye uso ulio na mionzi - hadi 4 mW/cm2);

· wastani (E - kutoka 4 hadi 30 mW / cm2);

· ngumu (E - zaidi ya 30 mW/cm2).

Kulingana na " Viwango vya usafi na sheria za kubuni na uendeshaji wa lasers No. 5804-91 ", kulingana na kiwango cha hatari ya mionzi inayozalishwa kwa wafanyakazi wa uendeshaji, lasers imegawanywa katika madarasa manne.

Leza za daraja la kwanza ni pamoja na vifaa vile vya kiufundi ambavyo matokeo yake yaligongana (yaliyozuiliwa kwa pembe ndogo thabiti) mionzi haileti hatari inapowasha macho na ngozi ya binadamu.

Leza za daraja la pili ni vifaa ambavyo mionzi ya pato huleta hatari wakati wa kuwasha macho kwa mionzi ya moja kwa moja na inayoakisiwa haswa.

Lasers za darasa la tatu ni vifaa ambavyo mionzi ya pato huleta hatari wakati wa kuwasha macho kwa kuakisiwa moja kwa moja na haswa, na vile vile mionzi iliyoakisiwa kwa umbali wa cm 10 kutoka kwa uso unaoakisi, na (au) wakati wa kuwasha ngozi. mionzi ya moja kwa moja na hasa yalijitokeza.

Leza za Daraja la 4 ni vifaa ambavyo mionzi ya pato huleta hatari wakati ngozi inaangaziwa na mionzi inayoakisiwa kwa umbali wa cm 10 kutoka kwenye uso unaoakisi sana.

Kila mmoja wetu alishikilia pointer ya laser mikononi mwetu. Licha ya matumizi ya mapambo, ina laser halisi, iliyokusanyika kwa misingi ya diode ya semiconductor. Vipengele sawa vimewekwa kwenye viwango vya laser na.

Bidhaa inayofuata maarufu iliyokusanywa kwenye semiconductor ni kiendeshi cha kichomeo cha DVD cha kompyuta yako. Ina diode ya laser yenye nguvu zaidi na nguvu ya uharibifu wa joto.

Hii hukuruhusu kuchoma safu ya diski, kuweka nyimbo na habari ya dijiti juu yake.

Je, laser ya semiconductor inafanyaje kazi?

Vifaa vya aina hii ni vya bei nafuu kutengeneza na muundo umeenea sana. Kanuni ya diode za laser (semiconductor) inategemea matumizi ya classical p-n makutano. Mpito huu hufanya kazi sawa na katika LED za kawaida.

Tofauti ni katika shirika la mionzi: LEDs hutoa "kwa hiari", wakati diode za laser hutoa "kulazimishwa".

Kanuni ya jumla ya malezi ya kinachojulikana kama "idadi ya watu" ya mionzi ya quantum inatimizwa bila vioo. Kingo za fuwele zimechongwa kimitambo, na kutoa athari ya kuakisi kwenye miisho, sawa na uso wa kioo.

Ili kupata aina tofauti za mionzi, "homojunction" inaweza kutumika, wakati semiconductors zote mbili ni sawa, au "heterojunction", na vifaa mbalimbali mpito.

Diode ya laser yenyewe ni sehemu ya redio inayoweza kupatikana. Unaweza kuuunua katika maduka ambayo huuza vipengele vya redio, au unaweza kuiondoa kwenye gari la zamani la DVD-R (DVD-RW).

Muhimu! Hata laser rahisi inayotumiwa katika viashiria vya mwanga inaweza kusababisha uharibifu mkubwa kwa retina ya jicho.

Zaidi mitambo yenye nguvu, pamoja na boriti inayowaka, inaweza kunyima maono au kusababisha kuchoma ngozi. Kwa hiyo, wakati wa kufanya kazi na vifaa sawa, tumia tahadhari kubwa.

Ukiwa na diode kama hiyo, unaweza kutengeneza laser yenye nguvu kwa urahisi na mikono yako mwenyewe. Kwa kweli, bidhaa inaweza kuwa bure kabisa, au itakugharimu kiasi cha ujinga cha pesa.

Laser ya DIY kutoka kwa kiendeshi cha DVD

Kwanza, unahitaji kupata gari yenyewe. Inaweza kuondolewa kutoka kwa kompyuta ya zamani au kununuliwa kwenye soko la flea kwa gharama ya kawaida.

Kufanya laser yenye nguvu inayowaka kwa mikono yako mwenyewe sio kazi ngumu, hata hivyo, pamoja na uwezo wa kutumia chuma cha soldering, utahitaji kuwa makini na makini katika mbinu yako. Ni vyema kutambua mara moja kwamba ujuzi wa kina kutoka kwa uwanja wa uhandisi wa umeme hauhitajiki hapa, na unaweza kufanya kifaa hata nyumbani. Jambo kuu wakati wa kufanya kazi ni kuchukua tahadhari, kwani yatokanayo na boriti ya laser ni hatari kwa macho na ngozi.

Laser ni toy hatari ambayo inaweza kusababisha madhara kwa afya ikiwa inatumiwa bila uangalifu. Usielekeze laser kwa watu au wanyama!

Utahitaji nini?

Laser yoyote inaweza kugawanywa katika vipengele kadhaa:

emitter mwanga flux;
macho;
usambazaji wa nguvu;
sasa ugavi kiimarishaji (dereva).

Ili kufanya laser yenye nguvu ya nyumbani, utahitaji kuzingatia vipengele hivi vyote tofauti. Ya vitendo na rahisi zaidi kukusanyika ni laser kulingana na diode ya laser, ambayo tutazingatia katika makala hii.

Ninaweza kupata wapi diode ya laser?

Kipengele cha kazi cha laser yoyote ni diode ya laser. Unaweza kuinunua karibu na duka lolote la redio, au kuipata kutoka kwa hifadhi ya CD isiyofanya kazi. Ukweli ni kwamba kutofanya kazi kwa gari mara chache huhusishwa na kushindwa kwa diode ya laser. Ikiwa una gari lililovunjika, unaweza gharama za ziada pata kipengele kinachohitajika. Lakini unahitaji kuzingatia kwamba aina na mali zake hutegemea urekebishaji wa gari.

Laser dhaifu zaidi, inayofanya kazi katika safu ya infrared, imewekwa kwenye anatoa za CD-ROM. Nguvu zake ni za kutosha kusoma CD, na boriti ni karibu haionekani na haina uwezo wa kuchoma vitu. CD-RW ina diode ya laser iliyojengwa ndani yenye nguvu zaidi, inayofaa kwa kuchoma na iliyoundwa kwa urefu sawa wa wavelength. Inachukuliwa kuwa hatari zaidi, kwani hutoa boriti katika ukanda wa wigo usioonekana kwa jicho.

DVD-ROM drive ina diode mbili dhaifu za laser, nishati ambayo ni ya kutosha kusoma CD na DVD. DVD-RW burner ina laser nyekundu ya nguvu ya juu. Boriti yake inaonekana katika mwanga wowote na inaweza kuwasha kwa urahisi vitu fulani.

BD-ROM ina laser violet au bluu, ambayo ni sawa katika vigezo kwa analog kutoka DVD-ROM. Kutoka kwa rekodi za BD-RE unaweza kupata diode ya laser yenye nguvu zaidi na boriti nzuri ya violet au bluu inayoweza kuwaka. Walakini, ni ngumu sana kupata gari kama hilo kwa disassembly, na kifaa cha kufanya kazi inagharimu ghali.

Inayofaa zaidi ni diode ya laser iliyochukuliwa kutoka kwa gari la DVD-RW. Diode za laser za ubora wa juu zimewekwa kwenye anatoa za LG, Sony na Samsung.

Kadiri kasi ya uandishi wa kiendeshi cha DVD, ndivyo diode ya laser imewekwa ndani yake yenye nguvu zaidi.

Hifadhi disassembly

Ukiwa na kiendeshi mbele yako, kwanza ondoa kifuniko cha juu kwa kunjua skrubu 4. Kisha uondoe utaratibu unaohamishika, ulio katikati na umeunganishwa bodi ya mzunguko iliyochapishwa cable rahisi. Lengo linalofuata ni diode ya laser, imefungwa kwa usalama ndani ya radiator iliyofanywa kwa alumini au aloi ya duralumin. Inashauriwa kutoa ulinzi dhidi ya umeme tuli kabla ya kuivunja. Kwa kufanya hivyo, miongozo ya diode ya laser inauzwa au imefungwa na waya nyembamba ya shaba.

Ifuatayo, kuna chaguzi mbili zinazowezekana. Ya kwanza inahusisha uendeshaji wa laser ya kumaliza kwa namna ya ufungaji wa stationary pamoja na radiator ya kawaida. Chaguo la pili ni kukusanya kifaa kwenye mwili wa tochi ya portable au pointer ya laser. Katika kesi hii, italazimika kutumia nguvu kukata au kuona radiator bila kuharibu kipengele cha mionzi.

Dereva

Ugavi wa umeme wa laser lazima ushughulikiwe kwa uwajibikaji. Kama ilivyo kwa LEDs, lazima iwe chanzo cha sasa kilichoimarishwa. Kwenye mtandao kuna mizunguko mingi inayotumiwa na betri au kikusanyiko kupitia kizuia kikwazo. Utoshelevu wa suluhisho hili ni wa shaka, kwani voltage kwenye betri au betri hubadilika kulingana na kiwango cha malipo. Ipasavyo, sasa inapita kupitia diode inayotoa laser itapotoka sana kutoka kwa thamani ya kawaida. Matokeo yake, kifaa haitafanya kazi kwa ufanisi kwa mikondo ya chini, na kwa mikondo ya juu itasababisha kupungua kwa kasi kwa kiwango cha mionzi yake.

Chaguo bora ni kutumia stabilizer rahisi ya sasa iliyojengwa kwa msingi. Microcircuit hii ni ya jamii ya vidhibiti vilivyojumuishwa vya ulimwengu wote na uwezo wa kuweka kwa uhuru pato la sasa na voltage. Microcircuit inafanya kazi katika aina mbalimbali za voltages za pembejeo: kutoka 3 hadi 40 volts.

Analog ya LM317 ni chip ya ndani KR142EN12.

Kwa majaribio ya kwanza ya maabara, mchoro hapa chini unafaa. Kipinga pekee katika mzunguko kinahesabiwa kwa kutumia formula: R = I / 1.25, ambapo mimi ni laser iliyopimwa sasa (thamani ya kumbukumbu).

Wakati mwingine capacitor ya polar ya 2200 μFx16 V na capacitor isiyo ya polar ya 0.1 μF imewekwa kwenye pato la utulivu sambamba na diode. Ushiriki wao unahesabiwa haki katika kesi ya kusambaza voltage kwa pembejeo kutoka kwa umeme wa stationary, ambayo inaweza kukosa sehemu isiyo na maana ya kubadilishana na kelele ya msukumo. Moja ya nyaya hizi, zinazotumiwa na betri ya Krona au betri ndogo, imewasilishwa hapa chini.

Mchoro unaonyesha thamani ya takriban ya resistor R1. Ili kuhesabu kwa usahihi, lazima utumie fomula hapo juu.

Baada ya kukusanya mzunguko wa umeme, unaweza kufanya muunganisho wa awali na, kama dhibitisho la utendakazi wa saketi, tazama taa nyekundu iliyotawanyika ya diode inayotoa moshi. Baada ya kupima joto lake halisi la sasa na la mwili, inafaa kufikiria juu ya hitaji la kufunga radiator. Ikiwa laser itatumika katika ufungaji wa stationary kwenye mikondo ya juu muda mrefu, basi ni muhimu kutoa baridi ya passiv. Sasa kuna kidogo sana kushoto ili kufikia lengo: kuzingatia na kupata boriti nyembamba ya nguvu ya juu.

Optics

Kwa maneno ya kisayansi, ni wakati wa kujenga collimator rahisi, kifaa cha kuzalisha mihimili ya miale ya mwanga sambamba. Chaguo bora kwa kusudi hili itakuwa lensi ya kawaida iliyochukuliwa kutoka kwa gari. Kwa msaada wake unaweza kupata boriti nyembamba ya laser na kipenyo cha karibu 1 mm. Kiasi cha nishati ya boriti hiyo ni ya kutosha kuchoma karatasi, kitambaa na kadibodi katika suala la sekunde, kuyeyuka plastiki na kuchoma kwa kuni. Ikiwa unazingatia boriti nyembamba, laser hii inaweza kukata plywood na plexiglass. Lakini kusanidi na kushikamana kwa usalama lenzi kwenye kiendeshi ni ngumu sana kwa sababu ya urefu wake mdogo wa kuzingatia.

Ni rahisi zaidi kujenga collimator kulingana na pointer laser. Kwa kuongeza, kesi yake inaweza kubeba dereva na betri ndogo. Pato itakuwa boriti yenye kipenyo cha karibu 1.5 mm na athari ndogo ya kuchoma. Katika hali ya hewa ya ukungu au theluji nzito, unaweza kuona athari za mwanga kwa kuelekeza mkondo wa mwanga angani.

Kupitia duka la mtandaoni unaweza kununua collimator iliyopangwa tayari, iliyoundwa mahsusi kwa kuweka na kurekebisha laser. Mwili wake utatumika kama radiator. Kujua vipimo vya sehemu zote za vipengele vya kifaa, unaweza kununua tochi ya bei nafuu ya LED na kutumia nyumba yake.

Kwa kumalizia, ningependa kuongeza maneno machache kuhusu hatari ya mionzi ya laser. Kwanza, usiwahi kuelekeza boriti ya laser kwenye macho ya watu au wanyama. Hii inasababisha uharibifu mkubwa wa kuona. Pili, kuvaa glasi za kijani wakati wa kujaribu na laser nyekundu. Wanazuia sehemu kubwa nyekundu ya wigo kupita. Kiasi cha mwanga unaopitishwa kupitia glasi hutegemea urefu wa wimbi la mionzi. Angalia kutoka upande kwenye boriti ya laser bila vifaa vya kinga kuruhusiwa kwa muda mfupi tu. Vinginevyo, maumivu ya jicho yanaweza kutokea.

Soma pia