Ang salitang "laser" ay isang acronym para sa "light amplification by stimulated emission of radiation." Ang unang laser, na gumagamit ng isang ruby na silindro na pinahiran ng pilak bilang resonator, ay binuo noong 1960 sa Hughes Research Laboratories ng California. Ngayon, ginagamit ang mga laser para sa mga layunin na mula sa pagsukat hanggang sa pagbabasa ng naka-encode na data, at maraming paraan upang gumawa ng isang laser, depende sa iyong badyet at kasanayan.
Mga hakbang
Bahagi 1 ng 2: Pag-unawa sa Paano Gumagawa ang isang Laser
Hakbang 1. Magbigay ng mapagkukunan ng enerhiya
Ang mga laser ay gumagana, o "lase," sa pamamagitan ng stimulate electron na naglalabas ng ilaw ng isang partikular na haba ng daluyong. (Ang prosesong ito ay unang iminungkahi noong 1917 ni Albert Einstein.) Upang makapaglabas ng ilaw ang mga electron, dapat muna silang tumanggap ng enerhiya upang mapalakas ang mga ito sa isang mas mataas na orbit, pagkatapos ay ilabas ang enerhiya na iyon bilang ilaw pagbalik sa kanilang orihinal na orbit. Ang mga mapagkukunang enerhiya na ito ay kilala bilang "mga bomba."
- Ang mga maliliit na laser, tulad ng mga nasa CD at DVD player at laser pointers, ay gumagamit ng mga electronic circuit upang magbigay ng kasalukuyang kuryente sa mga diode, na nagsisilbing bomba.
- Ang mga laser ng carbon dioxide ay ibinobomba ng mga de-kuryenteng naglalabas upang ma-excite ang kanilang mga electron.
- Ang mga excimer laser ay nakakakuha ng kanilang lakas mula sa mga reaksyong kemikal.
- Ang mga laser na itinayo sa paligid ng mga kristal o baso ay gumagamit ng malakas na mapagkukunan ng ilaw tulad ng arc o flash lamp.
Hakbang 2. Salin ang enerhiya sa pamamagitan ng isang medium na nakakuha
Ang isang medium na nakakuha, o aktibong daluyan ng laser, ay nagpapalakas ng lakas ng ilaw na ibinibigay ng mga stimulated electron. Ang makakuha ng media ay maaaring alinman sa mga sumusunod na item:
- Semiconductors na gawa sa mga materyales tulad ng gallium arsenide, aluminyo gallium arsenide, o indium gallium arsenide.
- Ang mga kristal tulad ng ruby silindro na ginamit sa laser ng Hughes Laboratories. Nagamit din ang sapiro at garnet, tulad ng mga hibla ng salamin na salamin sa mata. Ang mga baso at kristal na ito ay ginagamot ng mga ions ng mga bihirang elemento ng lupa
- Ang mga keramika, na nagamot din ng mga bihirang mga ion ng lupa.
- Ang mga likido, karaniwang mga tina, kahit na ang isang infrared laser ay ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang gin at tonic bilang medium na nakuha. Ang gelatin dessert (Jell-O) ay matagumpay na ginamit bilang isang medium ng pakinabang.
- Ang mga gas, tulad ng carbon dioxide, nitrogen, mercury vapor, o isang helium-neon na halo.
- Mga reaksyong kemikal.
- Mga poste ng elektron.
- Mga materyales sa nuklear. Ang isang uranium laser ay unang ginawa noong Nobyembre, 1960, anim na buwan pagkatapos ng unang ruby laser.
Hakbang 3. Mag-set up ng mga salamin upang maglaman ang ilaw
Ang mga salamin na ito, o mga resonator, ay pinapanatili ang ilaw sa loob ng silid ng laser hanggang sa bumuo ito hanggang sa nais na antas ng enerhiya para sa paglabas, alinman sa pamamagitan ng isang maliit na bukana sa isa sa mga salamin o sa pamamagitan ng isang lens.
- Ang pinakasimpleng pag-setup ng resonator, ang linear resonator, ay gumagamit ng dalawang salamin na nakalagay sa magkabilang panig ng silid ng laser. Gumagawa ito ng isang solong output beam.
- Ang isang mas kumplikadong pag-setup, ang ring resonator, ay gumagamit ng tatlo o higit pang mga salamin. Maaari itong lumikha ng isang solong sinag, sa tulong ng isang optical isolator, o maraming mga beam.
Hakbang 4. Gumamit ng isang lens na nakatuon upang idirekta ang ilaw sa pamamagitan ng medium na nakuha
Kasabay ng mga salamin, tumutulong ang lens na pag-isiping mabuti at idirekta ang ilaw upang ang medium na makakuha ay makatanggap hangga't maaari.
Bahagi 2 ng 2: Pagbuo ng isang Laser
Una sa Paraan: Pagbuo ng isang Laser mula sa isang Kit
Hakbang 1. Maghanap ng isang tingi
Maaari kang pumunta sa isang tindahan ng electronics o maghanap online para sa "laser kit," "laser module," o "laser diode." Dapat isama ng iyong laser kit ang sumusunod:
- Isang circuit ng driver. (Minsan ibinebenta ito nang hiwalay mula sa iba pang mga bahagi.) Maghanap para sa isang circuit ng driver na hinahayaan kang ayusin ang kasalukuyang.
- Isang laser diode.
- Ang isang naaayos na lens ng alinman sa baso o plastik. Karaniwan, ang diode at lens ay nakabalot nang magkasama sa isang maliit na tubo. (Ang mga sangkap na ito ay minsan ay ibinebenta nang hiwalay mula sa driver circuit.)
Hakbang 2. Magtipon ng circuit ng driver
Maraming mga kit ng laser ang nangangailangan sa iyo upang tipunin ang driver circuit. Ang mga kit ay nagsasama ng isang circuit board at mga kaugnay na bahagi at hinihiling sa iyo na maghinang ito nang magkasama, kasunod sa nakapaloob na eskematiko. Ang iba pang mga kit ay maaaring naipon na ang circuit.
- Maaari mo ring idisenyo ang iyong sariling driver circuit, kung mayroon kang mga kasanayan sa electronics na gawin ito. Ang LM317 driver circuit ay nagbibigay ng isang mahusay na template para sa pagdidisenyo ng iyong sarili. Siguraduhing gumamit ng isang resistor-capacitor (RC) circuit upang maprotektahan ang output ng kuryente mula sa mga spike.
- Kapag naipon mo na ang driver circuit, maaari mo itong subukan sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa isang light-emitting diode (LED). Kung ang LED ay hindi agad na ilaw, ayusin ang potensyomiter. Kung hindi nito maaayos ang problema, suriin ulit ang circuit upang makita na ang lahat ay tama na konektado.
Hakbang 3. Ikonekta ang driver circuit sa diode
Kung mayroon kang isang digital multimeter, maaari mo itong i-wire sa circuit upang subaybayan ang kasalukuyang natatanggap ng diode. Karamihan sa mga diode ay maaaring tumanggap ng saklaw na 30 hanggang 250 milliamperes (mA), habang ang saklaw na 100 hanggang 150 mA ay makakagawa ng sapat na makapangyarihang sinag.
Habang ang isang mas malakas na sinag mula sa diode ay makakagawa ng isang mas malakas na sinag, ang karagdagang kasalukuyang kinakailangan upang makabuo ng sinag na iyon ay mas mabilis na masusunog ang diode
Hakbang 4. Ikonekta ang pinagmulan ng kuryente (baterya) sa driver circuit
Ang diode ay dapat na ngayong mamula nang maliwanag.
Hakbang 5. Ayusin ang lens upang ituon ang laser beam
Kung naglalayon ka sa isang pader, ayusin hanggang sa lumitaw ang isang magandang, maliwanag na tuldok.
Kapag naayos mo ang lens sa ngayon, maglagay ng isang tugma sa linya kasama ang sinag at ayusin ang lens hanggang sa makita mong nagsimulang manigarilyo ang ulo ng tugma. Maaari mo ring subukang mag-pop ng mga lobo o magsunog ng mga butas sa papel
Pangalawang pamamaraan: Pagbuo ng isang Laser Na May Natagpuan Diode
Hakbang 1. Kumuha ng isang lumang manunulat ng DVD o Blu-Ray
Maghanap ng isang yunit na may bilis ng pagsulat na 16x o mas mabilis. Ang mga yunit na ito ay may mga diode na may output na lakas na 150 milliwatts (mW) o mas mahusay.
- Ang isang manunulat ng DVD ay may isang pulang diode na may haba ng haba ng 650 nanometers (nm).
- Ang isang manunulat ng Blu-Ray ay may asul na diode na may haba ng haba na 405 nm.
- Ang manunulat ng DVD ay kailangang sapat na gumana upang makapagsulat ng mga disc, kahit na hindi kinakailangang matagumpay. (Sa madaling salita, ang diode nito ay kailangang maging functional.)
- Huwag palitan ang isang DVD reader, CD manunulat, o CD reader para sa manunulat ng DVD. Ang isang DVD reader ay may isang red diode, ngunit hindi kasing lakas ng isang manunulat ng DVD. Ang diode ng manunulat ng CD ay sapat na malakas, ngunit naglalabas ng ilaw sa infrared range, tinutukso kang maghanap ng isang sinag na hindi mo nakikita.
Hakbang 2. Alisin ang diode mula rito
I-turn over ang drive. Makakakita ka ng apat o higit pang mga turnilyo na kailangan mong i-unscrew bago mo paghiwalayin ang drive at anihin ang diode.
- Kapag pinaghiwalay mo ang drive, makakakita ka ng isang pares ng mga riles ng metal na nakahawak sa mga tornilyo. Sinusuportahan nito ang pagpupulong ng laser. Kapag na-unscrew mo ang mga daang-bakal, maaari mong alisin ang mga ito at alisin ang pagpupulong ng laser.
- Ang diode ay magiging mas maliit kaysa sa isang sentimo. Mayroon itong tatlong mga metal na pin at maaaring nakapaloob sa isang metal jacket, mayroon o walang proteksiyon na transparent na bintana, o maaari itong mailantad.
- Kailangan mong i-pry ang diode sa labas ng pagpupulong ng laser. Maaaring mas madali mong alisin ang heat sink mula sa pagpupulong bago subukang kunin ang diode. Kung mayroon kang isang anti-static wrist band, gamitin ito habang tinatanggal ang diode.
- Pangasiwaan ang diode nang may pag-iingat, lalo na kung ito ay isang nakalantad na diode. Maaaring gusto mong magkaroon ng isang anti-static na lalagyan upang ilagay ang diode hanggang maipunan mo ang iyong laser.
Hakbang 3. Kumuha ng isang lens na nakatuon
Mapapasa mo ang sinag ng diode sa pamamagitan ng isang lens na nakatuon upang magamit ito bilang isang laser. Maaari mong gawin ito sa isa sa dalawang paraan:
- Gumamit ng isang magnifying glass bilang isang focuser. Kailangan mong ilipat ang baso sa paligid upang makahanap ng tamang lugar upang makagawa ng isang laser beam, at kailangan mong gawin ito sa tuwing gagamitin mo ang iyong laser.
- Kumuha ng isang mababang kapangyarihan na laser diode, tulad ng 5 mW, pagpupulong ng tube tube at kapalit ang iyong diode ng manunulat ng DVD para sa diode ng pagpupulong.
Hakbang 4. Kumuha o magtipon ng isang circuit ng driver
Hakbang 5. Ikonekta ang diode sa driver circuit
Ikonekta mo ang positibong pin sa positibong tingga mula sa driver circuit at ang negatibong pin sa negatibong tingga. Ang lokasyon ng pin ay naiiba ayon sa kung nagtatrabaho ka sa isang pulang DVD diode ng manunulat o isang asul na diode ng manunulat na Blu-Ray.
- Hawakan ang diode gamit ang mga pin na nakaturo sa iyo, paikutin upang ang mga pinhead ay gumawa ng isang tatsulok na tumuturo sa kanan. Sa parehong mga diode, ang pin sa itaas ay ang positibong pin.
- Sa pulang diode ng manunulat ng DVD, ang centermost pin, na bumubuo sa tuktok ng tatsulok, ay ang negatibong pin.
- Sa asul na diode ng manunulat na Blu-Ray, ang ilalim na pin ay ang negatibong pin.
Hakbang 6. Ikonekta ang pinagmulan ng kuryente sa driver circuit
Hakbang 7. Ayusin ang lens upang ituon ang laser beam
Mga Tip
- Ang mas maliit mong pag-concentrate ng laser beam, mas malakas ito, ngunit magiging epektibo lamang ito sa distansya na ituon mo ito. Kung itutuon mo ang sinag sa layo na 1 m, magiging epektibo lamang ito sa 1 m. Kapag hindi ginagamit ang iyong laser, i-de-focus ang lens nito hanggang sa ang sinag na ginagawa nito ay tungkol sa diameter ng isang bola ng ping pong.
- Upang maprotektahan ang iyong binuo laser, gugustuhin mong itago ito sa ilang uri ng kaso, tulad ng isang LED flashlight o may hawak ng baterya, depende sa kung gaano kaliit ang iyong driver circuit.
Mga babala
- Huwag lumiwanag ang laser sa isang mapanimdim na ibabaw. Ang laser ay isang sinag ng ilaw at maaaring masasalamin ng pareho sa isang hindi nakatuon na sinag ng ilaw, na may mas malaking kahihinatnan lamang.
- Laging magsuot ng mga salaming de kolor na na-rate para sa haba ng daluyong ng sinag ng laser na iyong pinagtatrabahuhan (sa kasong ito, ang haba ng haba ng laser diode). Ang mga salaming de kolor na laser ay nasa pantulong na kulay ng sinag: berde para sa isang pulang 650 nm laser, orange-red para sa isang asul na 405 nm na laser. Huwag palitan ang isang welding mask, pinausukang baso, o salaming pang-araw para sa mga salaming de kolor na laser.
- Huwag tumingin sa laser beam o i-ningning ito sa mata ng iba. Ang mga Class IIIb laser, ang uri ng laser na inilarawan sa artikulong ito, ay maaaring makapinsala sa mata, kahit na nagsusuot ng mga salaming de kolor na laser. Ito rin ay labag sa batas na ituro ang mga laser ng ganitong uri nang walang habas.
