Mänskligheten har gjort lejonparten av uppfinningar genom att observera naturliga processer och fenomen. Men med teknikens utveckling började utvecklingar baserade på enbart teoretisk forskning dyka upp. Dessa inkluderar laseranordningen, som under sin existens har förvärvat många varianter och modifieringar. I hushållet kan den här enheten vara användbar som avståndsmätare, fjärrpekare eller en del av ett projektorsystem. Men hur gör man en hemlaser utan att ha produktionsanläggningar och högprecisionsteknologier? Faktum är att dess grundläggande enhet är ganska enkel, även om vissa komponenter måste tas från den färdiga utrustningen.
Enheten och funktionsprincipen för en hemmagjord laser
Traditionellt tror man att arbetselementet - en sorts laserljuskälla - är en rubinsten. Men för att optimera och minska kostnaderna för konstruktion kostar även professionella lasrar allt merutan detta spö. Närmare bestämt ersätts den av alternativa sändare, och inte nödvändigtvis solida. I det här fallet kan du använda en lösning med färgämnen. Hur gör man en laser av denna typ själv? Du behöver en lampa som lyser upp blandningen och avger en stråle med liten tjocklek i storleksordningen 5 mm. Designen kommer också att innehålla ett optiskt system för att justera och fokusera ljusflödet.
Men det är inte allt. Lasern kommer att aktiveras av ljusblixtavtryckaren. Dess design kommer att bildas av en kombination av kvartsglaselement, elektroder och en metallkoppar-stålbas. Elektroderna måste anslutas till kondensatorns terminaler, vars kapacitans ska vara cirka 15 mikrofarad med en laddningspotential på 3 kW. När trycket sjunker till det önskade värdet kommer kondensatorn att laddas ur och en laserblixt kommer att inträffa.
Enhetsbas
Huvudelementet i en hemmagjord laser är ett förstärkarrör. Som redan nämnts kommer kvartsglas med en diameter på upp till 5 mm att användas i denna kapacitet. I ändarna av röret är det nödvändigt att förse lock med platta fönster - också gjorda av kvarts. Enheten är placerad mellan två speglar, som bildar mitten av det optiska systemet. Nu en annan fråga - hur man gör en laser organiskt kompletterad med en trigger? För det används ett annat kvartsrör, som ska placeras parallellt med det första. Båda cylindrarna måste installeras i en reflekterande elliptisk spegel.
Blixten från avtryckaren studsar mot en elliptisk spegel och ger koncentrationstrålen på förstärkarröret. För att denna krets ska fungera är det viktigt att placera förstärkaren korrekt med avtryckaren vid reflektorns fokus. Det rekommenderas att använda aluminium- eller silverbelagda speglar. Deras diameter bör vara cirka 10 mm. Under strålningsprocessen kommer en av speglarna att ge en total reflektion av ljus, och den andra - lite mer än hälften av flödet. Strålsegmentet som kommer att passera genom den andra spegeln kommer att bilda en laserstråle.
Reflektorenhet
Reflektorns funktion kommer att utföras av ett tunnväggigt aluminiumrör med en diameter på 2,5 och en längd på 8 cm. Det är viktigt att dess inre ytor är noggrant polerade. Vidare, redan som ett ämnesämne, måste röret noggrant deformeras så att dess tvärsnitt får formen av en ellips. Hur man gör en laser med egna händer med en sådan reflektor? Du kan korrigera formen i ett skruvstäd, och det rekommenderas att fixera reflektorn med en liten metallklämma. Huvudaxeln för delen måste vara parallell med basens plan. I framtiden kommer triggern och förstärkaren att integreras i ellipsfoci med ett gap på cirka 12 mm. Dessutom måste rörens axlar exakt sammanfalla med aluminiumreflektorns fokus. Det är nödvändigt att i förväg beräkna möjligheterna att arrangera celler eller spår för fixering av platta speglar, såväl som deras justering. För att säkerställa möjligheten att justera kontaktvinkeln mellan spegeln och strålen, skulle det vara användbart att förse monteringsbeslag med fjädrar.
Spegelenhet
Genomskinliga speglar riktas med den belagda ytan vänd mot det första kvartsförstärkarröret. Problemet kan endast uppstå vid tillverkning av spegelelement med önskade egenskaper. Hur man gör en laser hemma baserad på en silverpläterad spegel? Inledningsvis tas en glasplatta, vars yta försiktigt avfettas. Ena sidan av produkten är täckt med nitrofärg, varefter en försilvrande reaktion utförs. Och i detta skede är det viktigt att ta hänsyn till en nyans. Traditionell silverfärgning leder till att ytan är helt täckt med ett tonat lager. I det här fallet bör detta undvikas, eftersom spegeln ska vara genomskinlig. Täckningsgraden bestäms av fördröjningstiden för arbetsstycket i den beredda reaktionslösningen av silver. Som regel härleds det optimala intervallet experimentellt, eftersom mycket kommer att bero på individuella processfaktorer.
Färgämnen för laser
Enheten kan använda flera färgämnen, men för första gången när du skapar den enklaste designen kan du begränsa dig till rhodamin. Detta är en orange färg som täcker spektrumet från gulgrön till röd. Metylalkohol hjälper till att förbereda rhodaminlösningen. Cirka 45 mg rhodamin späds med det i en liten behållare. Hur man gör en laser med andra nyanser av strålen? Enligt samma schema görs en lämplig blandning genom att späda färgämnen med metylalkohol. Till exempel erhålls en blå stråle från dietylaminometyl-kumarin och natriumfluoresceinger en giftig-sallad nyans. Den färdiga färglösningen måste rinna genom boosterröret med en hastighet av minst 4 l/h.
Ställa upp och förbereda lasern för arbete
När lasern är klar måste du ställa in den. Egentligen är det bara en parameter som regleras - vinkeln mellan speglarna och röret. För att enheten ska fungera måste reflektionsplanet vara orienterat vinkelrätt mot förstärkaren och parallellt med spegeln i den motsatta fokuscellen. Du bör också ta hand om enhetens strömförsörjning. Hur gör man en laser så att den fungerar så länge som möjligt offline? För att göra detta måste du montera ett speciellt block med ett strömförsörjningselement för avtryckaren. Systemet kommer att fungera genom en kondensator och ledningar med ett minimum av motstånd. Som praxis visar blir bussen med kopparledare med ett tvärsnitt på 10x1 mm det bästa alternativet för en strömförsörjningsledning.
Hur gör man en kraftfull laser?
Högpresterande laserenheter upp till 300 mW kan tillverkas även på basis av en konventionell diskenhet. Det kommer att kräva 100 mF och 100 pF kondensatorer, LED-lampor, motstånd och en DVD-RW-enhet direkt, vars inspelningshastighet är minst 16x. AAA-batterier kommer att stå för strömmen. Hur gör man en laser från en diskenhet? All arbetsutrustning kommer att baseras på en drivrutin - ett elektriskt kort, till vilket komponenter måste lödas. En speciell diod måste användas som laserkälla, men den kan inte anslutas direkt till strömförsörjningssystemet. SådanDioder drivs av ström, inte spänning. En kollimator ingår också i systemet. Detta är en sorts optisk modul som kommer att utföra funktionen av en tunnstråleomvandlare.
Slutsats
Lika användbara som laserenheter är, bör de bara användas när det är absolut nödvändigt, eftersom de är tekniskt och elektrokemiskt osäkra. Hur gör man en laser med säkrast möjliga arbetsbas? Egentligen är den beskrivna metoden för att tillverka enheten på färgämnen den minst farliga ur synvinkel av skadlig strålning på grund av låg effekt. Men även i det här fallet kan du öka dess säkerhet genom att integrera ytterligare säkerhetsfilter. Åtminstone kommer denna lösning att skydda användarens ögon och de som kommer att vara i området för enhetens användning.
