Hoe een laser te maken

Het woord laser is echt een afkorting in het Engels van "versterking van het licht door emissie van gestimuleerde straling" (lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling). De eerste laser, die een robijnrode cilinder gebruikte die bedekt was met zilver als resonator, werd ontwikkeld in de onderzoekslaboratoria van Hughes in Californië in 1960. Tegenwoordig worden lasers gebruikt voor doeleinden variërend van meten tot het lezen van gecodeerde informatie. . Er zijn veel manieren om een laser te maken, afhankelijk van je budget en vaardigheden.

Inhoud

Stappen
Deel 1
Deel 2

Methode één: bouw een laser met een kit
Methode twee: bouw een laser met een diode die je kunt vinden

Tips

Waarschuwingen

Dingen die je nodig hebt

stappen

Deel 1

De manier waarop een laser werkt begrijpen

Krijg een bron van energie. Lasers werken door elektronen te stimuleren licht van een bepaalde golflengte uit te zenden (Albert Einstein was de eerste die dit proces in 1917 voorstelde). Voor elektronen die licht uitzenden, moeten ze eerst energie absorberen om het in een grotere baan te drijven en vervolgens die energie als licht af te geven wanneer deze terugkeert naar zijn oorspronkelijke baan. Deze energiebronnen staan bekend als "pompen".

Kleine lasers, zoals laser- of laserprinters, gebruiken elektronische circuits om dioden van stroom te voorzien die als pompen dienen.
Kooldioxidelasers worden gebombardeerd met elektrische schokken om hun elektronen te stimuleren.
De excimeerlasers halen hun energie uit chemische reacties.
Lasers gebouwd rond kristallen of lenzen gebruiken intense lichtbronnen zoals booglampen of zaklampen.

Het channelt energie door middel van winst. Een middel voor versterking of laser-actieve middelen versterkt de kracht van het licht dat afkomstig is van de gestimuleerde elektronen. Een winstmiddel kan een van de volgende objecten zijn:

Halfgeleiders gemaakt van materialen zoals galliumarsenide, gallium en aluminiumarsenide of gallium en indiumarsenide

De kristallen van robijnrode cilinders zoals die worden gebruikt in de laser van de Hughes-laboratoria. Saffier en granaat zijn ook gebruikt, omdat ze optische lensvezels hebben. Deze lenzen en kristallen worden behandeld met ionen uit zeldzame elementen op aarde.

Het keramiek, dat ook is behandeld met dit soort ionen.

Vloeistoffen, meestal kleurstoffen, hoewel de infraroodlaser werd geproduceerd door het gebruik van gin en tonic als een middel om te winnen. Gelatine is ook gebruikt als een manier van winst.

Gassen zoals koolstofdioxide, stikstof, kwikdamp of een combinatie van helium en neon

Chemische reacties

Stralen van elektronen

Kernmateriaal De uraniumlaser werd voor de eerste keer geproduceerd in november 1960, zes maanden na de eerste robijnlaser.

Plaats spiegels om het licht te bevatten. Deze spiegels of resonatoren houden het licht in de laserkamer totdat het zich ophoopt voor afgifte op het gewenste energieniveau door een kleine opening in een van de spiegels of door middel van een lens.

De eenvoudigste resonatorconfiguratie, de lineaire resonator, maakt gebruik van twee spiegels geplaatst aan weerszijden van de lasercamera, die een enkele uitvoerstraal produceren.

Een meer gecompliceerde configuratie, de ringresonator, gebruikt drie of meer spiegels. U kunt een enkele uitvoerstraal maken met behulp van een optische isolator of meerdere stralen.

Gebruik focusseerlenzen om licht door het versterkingsmedium te leiden. Samen met de spiegels helpt de lens om zich te concentreren en het licht te richten, zodat het versterkingsmedium zoveel mogelijk licht kan ontvangen.

Deel 2

Bouw een laser

Methode één: Bouw een laser met een kit

Vind een winkel U kunt naar een elektronische winkel gaan of online zoeken naar de zinsnede "laserkit", "lasermodule" of "laserdiode". Uw laserkit moet het volgende bevatten:

Een circuitdriver (soms apart verkrijgbaar van de andere componenten). Zoek een circuitstuurprogramma waarmee u de stroom kunt aanpassen.
Een laserdiode
Een verstelbare glazen of plastic lens. Normaal gesproken komen de diode en de lens samen, verpakt in een kleine buis (soms los verkrijgbaar van de circuitgeleider).

Monteer de circuitgeleider. Bij veel laserkits moet u de circuitdriver inschakelen. Deze kits bevatten een printplaat en bijbehorende onderdelen, die u volgens de bijgevoegde tekeningen moet lassen. Andere apparatuur kan worden geleverd als het circuit al is gemonteerd.

Je kunt ook je eigen circuitbestuurder ontwerpen als je over de elektronische vaardigheden beschikt om dit te doen. De LM317-circuitdriver wordt geleverd met een goede sjabloon om de jouwe te ontwerpen. Zorg ervoor dat u een RC-circuit gebruikt (weerstanden en condensatoren) om de stroomuitgang van de pieken te beschermen.

Nadat u de circuitgeleider hebt gemonteerd, kunt u deze testen door deze aan te sluiten op een lichtemitterende diode (LED). Als de LED niet meteen gaat branden, past u de potentiometer aan. Als hiermee het probleem niet is opgelost, controleert u het circuit opnieuw om te zien of alles correct is aangesloten.

Verbind de circuitgeleider met de diode. Als u een digitale multimeter hebt, kunt u deze op het circuit aansluiten om te controleren of de diodestroom wordt ontvangen. De meeste diodes kunnen een bereik van 30 tot 250 milliampères (mA) bevatten, terwijl een bereik van 100 tot 150 mA een voldoende krachtige straal zal produceren.

Terwijl een krachtigere straal die uit de diode komt een krachtiger straal zal produceren, zal de extra stroom die nodig is om een dergelijke straal te genereren, de diode sneller doen branden.

Verbind de stroombron (batterij) met de circuitgeleider. Nu zou de diode helder moeten schijnen.

Pas de lens aan om de laserstraal scherp te stellen. Als je hem naar een muur richt, pas je hem aan tot een lichtpuntje verschijnt.

Nadat je de lens op dat punt hebt ingesteld, plaats je een lucifer op de balk en stel je de lens bij totdat je ziet dat de kop van de lucifer begint te roken. U kunt ook proberen ballonnen te laten knappen of gaten in het papier te maken.

Methode twee: Bouw een laser met een diode die je kunt vinden

Download een oude dvd- of Blu-ray-recorder. Zoek een eenheid met een graveringssnelheid van 16x of meer. Deze units hebben diodes met een vermogen van 150 milliwatt (mW) of meer.

Een dvd-recorder heeft een rode diode met een golflengte van 650 nanometer (nm).
Een Blu-ray-recorder heeft een blauwe diode met een golflengte van 405 nm.
De DVD-recorder moet functioneel genoeg zijn om schijven op te nemen, hoewel dit niet noodzakelijkerwijs het geval is (met andere woorden, de diode moet gewoon werken).
Vervang een dvd-speler, cd-recorder of cd-speler niet door een dvd-recorder. Een dvd-speler heeft een rode diode, maar deze is niet zo krachtig als die van een dvd-recorder. De diode van een CD-recorder is krachtig genoeg, maar hij straalt licht uit in een infraroodbereik, waardoor je verleidt naar een straal te kijken die je niet kunt zien.

Verwijder de diode. Draai de geleider van het circuit rond. U ziet vier of meer schroeven die u moet losschroeven voordat u het apparaat scheidt en de diode verwijdert.

Nadat u het apparaat hebt gescheiden, ziet u een paar metalen rails die met schroeven zijn bevestigd. Deze houden de laserconstructie vast. Wanneer u de rails losschroeft, kunt u deze verwijderen en de lasereenheid verwijderen.

De diode is kleiner dan een munt. Het heeft drie metalen pinnen en kan worden opgeborgen in een metalen omhulsel, met of zonder een transparant beschermend venster, of het kan worden blootgesteld.

U moet de diode uit de lasereenheid wrikken. Het is misschien gemakkelijker om de montage-ventilator te verwijderen voordat u de diode probeert uit te pakken. Als u een antistatische band heeft, gebruikt u deze tijdens het verwijderen van de diode.

Behandel de diode voorzichtig, vooral als het een blootgestelde diode is. U moet een antistatische container hebben om de diode te plaatsen totdat u de laser kunt monteren.

Ontvang een focuslens. U zult de diodebundel door de focusseerlens moeten laten gaan om deze als een laser te gebruiken. U kunt dit op twee manieren doen:

Gebruik een vergrootglas als een focalizer. U zult het vergrootglas moeten verplaatsen om de juiste plaats te vinden en een laserstraal produceren en u zult het elke keer dat u de laser gebruikt moeten doen.

Haal een laserdiode met een laag vermogen, zoals 5 mW, uit de montage van een lensbuis en vervang de diode van de DVD-recorder door de diode.

Verkrijgen of monteren van een circuit geleider.

Verbind de diode met de circuitgeleider. Verbind de positieve pen met de positieve pool van de circuitgeleider en de negatieve pin met de negatieve pool. De locatie van de punaise verschilt afhankelijk van of u werkt met de diode van een DVD-recorder of een diode van een Blu-ray-recorder.

Houd de diode vast met de pinnen naar u toe wijzend en gedraaid zodat de pinnen van de pennen een driehoek naar rechts maken. De pin aan de bovenkant is de positieve, op beide diodes.

In de rode diode van de DVD-recorder is de centrale pin, die de top van de driehoek vormt, de negatieve.

In de blauwe diode van de DVD-recorder is de onderste pin de negatieve.

Verbind de stroombron met de circuitdriver.

Pas de lens aan om de laserstraal scherp te stellen.

tips

Hoe kleiner de concentratie van de laserstraal, des te krachtiger het zal zijn, maar het zal alleen effectief zijn op de afstand waarop u het scherpstelt. Als u de straal op 1 meter afstand scherpstelt, werkt deze slechts op 1 meter. Wanneer u de laser niet gebruikt, vervaagt hij uw lens totdat de straal die deze produceert ongeveer de diameter van een pingpongbal is.
Om de gemonteerde laser te beschermen, moet u deze opslaan in een bepaald type cartridge, zoals een LED-zaklamp of een batterijhouder, afhankelijk van hoe klein de circuitgeleider is.

waarschuwingen

Richt de laser niet op een reflecterend oppervlak. Een laser is een lichtstraal en kan op dezelfde manier worden gereflecteerd als een onscherpe lichtstraal, alleen met grotere gevolgen.
Gebruik altijd beschermende lenzen met de maat voor de golflengte van de laserstraal waarin u werkt (in dit geval de golflengte van de diode). De laserbeschermingslenzen hebben de complementaire kleur van de bundel: groen voor de 650 nm rode laser, oranje rood voor de 405 nm blauwe laser. Gebruik geen soldeermasker, rookglas of een zonnebril in plaats van een speciale bril om u tegen de laser te beschermen.
Kijk niet naar de laserstraal en richt hem niet op de ogen van iemand anders. Klasse IIIb lasers (die worden beschreven in dit artikel) kunnen het oog beschadigen, zelfs met behulp van laserlenzen. Het is ook illegaal om zonder onderscheid te richten op dit soort lasers.

Dingen die je nodig hebt

Een laserapparatuur of een circuitgeleider en een afzonderlijke lens of diodebuisconstructie
Een diode van een dvd- of Blu-Ray-brander (optioneel)
Een soldeerbout (als je de circuitgeleider gaat monteren)
Lassen (als de circuitgeleider moet worden gemonteerd)
Een schroevendraaier (als je een dvd-brander gaat openen)
Tangen of tangen (als u een dvd-brander gaat openen)
Aan / uit-schakelaar (optioneel)
Draadspoelen (om de diode te verbinden met de circuitgeleider en de circuitgeleider met de stroombron)
Batterijen (in totaal minstens 6 volt)

Meer weergeven ... (7)

Delen op sociale netwerken:

Verwant