≡× MENU

• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

نحوه ساخت برش لیزری با دستان خود لیزر قدرتمند را خودتان با لیزرهای DIY یک شب انجام دهید

وقتی از لیزر نام می برند، اکثر مردم بلافاصله قسمت هایی از فیلم های علمی تخیلی را به یاد می آورند. با این حال، چنین اختراعی مدت هاست که در زندگی ما جا افتاده است و چیز خارق العاده ای نیست. لیزر کاربرد خود را در بسیاری از زمینه ها از پزشکی و تولید گرفته تا سرگرمی پیدا کرده است. بنابراین، بسیاری از مردم این سوال را دارند که آیا و چگونه لیزر را خودشان بسازند.

ساخت لیزر در منزل

بسته به مشخصات و الزامات ارائه شده، لیزرها می توانند کاملاً متفاوت باشند، هم از نظر اندازه (از اشاره گرهای جیبی تا اندازه یک زمین فوتبال)، و هم از نظر قدرت، رسانه کار مورد استفاده و سایر پارامترها. البته، ساختن یک پرتو تولید قدرتمند در خانه غیرممکن است، زیرا اینها نه تنها از نظر فنی دستگاه های پیچیده ای هستند، بلکه نگهداری از چیزها نیز بسیار دشوار است. اما می توانید یک لیزر ساده، اما قابل اعتماد و قدرتمند با دستان خود از یک درایو معمولی DVD-RW بسازید.

اصل عملیات

کلمه "laser" از زبان انگلیسی "laser" به ما می آید که مخفف حروف اول یک نام بسیار پیچیده تر است: تقویت نور با انتشار تحریک شده تابش و به معنای واقعی کلمه به عنوان "تقویت نور از طریق انتشار تحریک شده" ترجمه می شود. همچنین می توان آن را یک ژنراتور کوانتومی نوری نامید. انواع مختلفی از لیزر وجود دارد و دامنه کاربرد آنها بسیار گسترده است.

اصل عملکرد آن تبدیل یک انرژی (نور، شیمیایی، الکتریکی) به انرژی شارهای تابشی مختلف است، یعنی بر اساس پدیده تابش اجباری یا القایی است.

به طور معمول، اصل عملیات در نقشه زیر نشان داده شده است:

مواد مورد نیاز برای کار

هنگام توصیف اصول عملیات لیزر، همه چیز پیچیده و نامشخص به نظر می رسد. در واقع، ساخت لیزر با دستان خود در خانه بسیار ساده است. شما به برخی اجزا و ابزار نیاز دارید:

1. اساسی ترین چیزی که برای ایجاد یک لیزر نیاز دارید یک درایو DVD-RW است، یعنی یک درایو رایتر از رایانه یا پخش کننده. هرچه سرعت ضبط بیشتر باشد، خود محصول قدرتمندتر خواهد بود. ترجیحاً درایوهایی با سرعت 22X استفاده کنید، زیرا قدرت آن بالاترین است، حدود 300 مگاوات. در همان زمان، آنها در رنگ متفاوت هستند: قرمز، سبز، بنفش. در مورد رام های غیر رایتینگ هم خیلی ضعیف هستند. همچنین ارزش توجه به این نکته را دارد که پس از دستکاری درایو دیگر کار نخواهد کرد، بنابراین باید یکی را که قبلاً از کار افتاده است، اما با لیزر در حال کار است، یا یکی را که از آن پشیمان نخواهید شد. خداحافظی کن
2. شما همچنین به یک تثبیت کننده فعلی نیاز خواهید داشت، اگرچه تمایل به انجام بدون آن وجود دارد. اما شایان ذکر است که همه دیودها (و دیودهای لیزر نیز از این قاعده مستثنی نیستند) نه ولتاژ، بلکه جریان را ترجیح می دهند. ارزان ترین و ترجیح داده شده ترین گزینه مبدل پالس NCP1529 یا ریزمدار LM317 (مشابه KR142EN12) است.
3. مقاومت خروجی بسته به جریان تغذیه دیود لیزر انتخاب می شود. با استفاده از فرمول: R=I/1.25 محاسبه می شود، جایی که I جریان نامی لیزر است.
4. دو خازن: 0.1 µF و 100 µF.
5. کولیماتور یا نشانگر لیزری.
6. باتری های استاندارد AAA
7. سیم ها
8. ابزار: آهن لحیم کاری، پیچ گوشتی، انبردست و غیره.

حذف دیود لیزر از درایو DVD

قسمت اصلی که باید حذف شود لیزر از درایو DVD است. انجام این کار دشوار نیست، اما ارزش دانستن برخی تفاوت های ظریف را دارد که به جلوگیری از سوء تفاهم های احتمالی در حین کار کمک می کند.

اول از همه، درایو دی وی دی باید جدا شود تا به کالسکه ای که دیودهای لیزر روی آن قرار دارند، برسد. یکی از آنها خواننده است - خیلی کم مصرف است. رایتر دوم دقیقاً همان چیزی است که برای ساختن لیزر از درایو DVD نیاز دارید.

روی کالسکه، دیود روی رادیاتور نصب شده و به طور ایمن بسته می شود. اگر قصد ندارید از رادیاتور دیگری استفاده کنید، رادیاتور موجود کاملاً مناسب است. بنابراین، شما باید آنها را با هم حذف کنید. در غیر این صورت پاهای ورودی رادیاتور را با احتیاط قطع کنید.

از آنجایی که دیودها نسبت به استاتیک بسیار حساس هستند، بهتر است از آنها محافظت کنید. برای این کار باید پایه های دیود لیزر را با یک سیم نازک به هم بپیچید.

تنها چیزی که باقی می ماند این است که تمام جزئیات را کنار هم قرار دهیم و خود رام دیگر مورد نیاز نیست.

مونتاژ دستگاه لیزر

لازم است دیود حذف شده از LED را با رعایت قطبیت به مبدل وصل کنید، زیرا در غیر این صورت دیود لیزر بلافاصله از کار می افتد و برای استفاده بیشتر نامناسب می شود.

با سمت معکوسدیود، یک کولیماتور تعبیه شده است تا بتوان نور را در یک پرتو متمرکز کرد. اگرچه، در عوض، می‌توانید از لنز موجود در رام یا لنزی که نشانگر لیزر قبلاً در آن وجود دارد استفاده کنید. اما در این مورد، باید تنظیماتی را انجام دهید تا تمرکز لازم را به دست آورید.

در طرف دیگر مبدل، سیم ها لحیم شده اند و به کنتاکت های کیس که باتری ها در آن نصب خواهند شد وصل می شوند.

این نمودار به شما کمک می کند لیزر را از یک درایو DVD با دستان خود تکمیل کنید:

هنگامی که همه اجزاء متصل هستند، می توانید عملکرد دستگاه حاصل را بررسی کنید. اگر همه چیز کار کند، تنها چیزی که باقی می ماند این است که کل ساختار را در محفظه قرار دهید و آن را به طور ایمن در آنجا ببندید.

طراحی بدنه خانگی

شما می توانید به روش های مختلف به ساخت کیس نزدیک شوید. به عنوان مثال، یک مورد از فانوس چینی. می توانید از کیس آماده نیز استفاده کنید نشانگر لیزری. اما راه حل بهینهممکن است معلوم شود که خانگی است و از پروفیل آلومینیومی ساخته شده است.

خود آلومینیوم سبک وزن است و در عین حال پردازش آن بسیار آسان است. کل ساختار به راحتی در آن قرار خواهد گرفت. ایمن سازی آن نیز راحت خواهد بود. در صورت لزوم، همیشه می توانید قطعه مورد نیاز را به راحتی برش دهید یا مطابق با پارامترهای مورد نیاز آن را خم کنید.

ایمنی و تست

هنگامی که تمام کارها به پایان رسید، نوبت به آزمایش لیزر قدرتمند حاصل می رسد. انجام این کار در داخل خانه توصیه نمی شود. بنابراین، بهتر است به یک مکان متروک بروید. در عین حال، شایان ذکر است که دستگاه ساخته شده چندین صد برابر قدرتمندتر از یک نشانگر لیزری معمولی است، و این مستلزم استفاده از آن با احتیاط شدید است. پرتو را به سمت افراد یا حیوانات هدایت نکنید، مراقب باشید که پرتو منعکس نشود یا وارد چشم شما نشود. هنگام استفاده از پرتو لیزر قرمز، استفاده از عینک سبز به میزان قابل توجهی خطر آسیب دیدگی را در موارد غیر منتظره کاهش می دهد. پس از همه، توصیه نمی شود که به پرتوهای لیزر حتی از بیرون نگاه کنید.

پرتو لیزر را به سمت اجسام و مواد قابل اشتعال یا انفجاری هدایت نکنید.

دستگاه ایجاد شده، با یک لنز به درستی پیکربندی، می تواند کاملا برش دهد کیسه های پلاستیکی، سوختن روی چوب، ترکیدن بالن هاو حتی سوزاندن - نوعی لیزر رزمی. این باور نکردنی است که چه کاری می توانید با یک درایو DVD انجام دهید. بنابراین، هنگام آزمایش یک دستگاه تولید شده، همیشه باید اقدامات احتیاطی ایمنی را به خاطر بسپارید.

بر کسی پوشیده نیست که هر یک از ما در دوران کودکی می خواستیم دستگاهی مانند دستگاه لیزر داشته باشیم که بتواند مهر و موم های فلزی را بریده و دیوارها را بسوزاند. در دنیای مدرناین رویا به راحتی می تواند محقق شود، زیرا اکنون می توان لیزری با قابلیت برش مواد مختلف ساخت.

البته در خانه نمی‌توان یک سیستم لیزری را چنان قدرتمند ساخت که آهن یا چوب را برش دهد. اما با کمک دستگاه خانگیمی تواند کاغذ، مهر و موم پلی اتیلن یا پلاستیک نازک را برش دهد.

با استفاده از دستگاه لیزر می توانید الگوهای مختلف را روی صفحات تخته سه لا یا چوب بسوزانید. می توان از آن برای روشن کردن اجسام واقع در مناطق دورافتاده استفاده کرد. دامنه کاربرد آن می تواند هم سرگرم کننده باشد و هم در ساخت و ساز مفید باشد کار نصبناگفته نماند تحقق پتانسیل خلاقانه در زمینه حکاکی روی چوب یا پلکسی گلاس.

همچنین بخوانید:

چگونه آن را به درستی انجام دهیم.

بررسی کنید : مزایا و معایب آنها.

لیزر برش

ابزار و لوازمی که برای ساخت لیزر خود نیاز دارید:

شکل 1. نمودار مدار LED لیزر.

• درایو DVD-RW معیوب با دیود لیزری که کار می کند.
• نشانگر لیزری یا کولیماتور قابل حمل؛
• آهن لحیم کاری و سیم های کوچک؛
• مقاومت 1 اهم (2 عدد)؛
• خازن‌های 0.1 µF و 100 µF.
• باتری های قلمی (3 عدد)؛
• ابزارهای کوچک مانند پیچ ​​گوشتی، چاقو و سوهان.

این مواد برای کار آینده کاملاً کافی خواهد بود.

بنابراین برای دستگاه لیزراول از همه، شما باید یک درایو DVD-RW با خرابی مکانیکی را انتخاب کنید، زیرا دیودهای نوری باید در وضعیت خوبی باشند. اگر درایو فرسوده ندارید، باید آن را از افرادی که آن را برای قطعات یدکی می فروشند خریداری کنید.

هنگام خرید، به خاطر داشته باشید که اکثر درایوهای سازنده سامسونگ برای ساخت لیزرهای برش نامناسب هستند. واقعیت این است که این شرکت درایوهای DVD را با دیودهایی تولید می کند که از تأثیرات خارجی محافظت نمی شوند. عدم وجود محفظه خاص به این معنی است که دیود لیزر در معرض استرس حرارتی و آلودگی قرار می گیرد. ممکن است با لمس خفیف دست شما آسیب ببیند.

شکل 2. لیزر از درایو DVD-RW.

بهترین گزینه برای لیزر یک درایو از سازنده LG است. هر مدل مجهز به یک کریستال با درجات مختلف قدرت است. این نشانگر با سرعت نوشتن دی وی دی های دو لایه مشخص می شود. بسیار مهم است که درایو یک درایو ضبط باشد، زیرا حاوی یک فرستنده مادون قرمز است که برای ساخت لیزر مورد نیاز است.

معمولی کار نخواهد کرد، زیرا فقط برای خواندن اطلاعات در نظر گرفته شده است.

DVD-RW با سرعت ضبط 16X مجهز به کریستال قرمز با توان 180-200 مگاوات است. درایو سرعت 20X شامل یک دیود 250-270 مگاواتی است. دستگاه های ضبط پرسرعت از نوع 22X مجهز به اپتیک لیزری هستند که قدرت آن به 300 مگاوات می رسد.

بازگشت به مطالب

جداسازی درایو DVD-RW این فرآیند باید با دقت زیادی انجام شود زیراقطعات داخلی آنها ساختار شکننده ای دارند و به راحتی آسیب می بینند. پس از برچیدن کیس، بلافاصله متوجه خواهید شدقسمت مورد نیاز

، به نظر می رسد یک تکه شیشه کوچک در داخل یک کالسکه سیار قرار گرفته است. پایه آن باید برداشته شود، در شکل 1 نشان داده شده است. این عنصر شامل یک لنز نوری و دو دیود است.

در این مرحله باید بلافاصله هشدار دهید که پرتو لیزر برای بینایی انسان بسیار خطرناک است.

اگر مستقیماً به لنز برخورد کند، به پایانه های عصبی آسیب می رساند و ممکن است فرد نابینا بماند.

پرتو لیزر حتی در فاصله 100 متری نیز کور می شود، بنابراین مهم است که مراقب آن باشید. به یاد داشته باشید که تا زمانی که چنین وسیله ای در دستان شماست مسئول سلامتی دیگران هستید!

شکل 3. تراشه LM-317.

قبل از شروع، باید بدانید که دیود لیزر نه تنها در اثر بی دقتی، بلکه در اثر افزایش ولتاژ نیز آسیب می بیند. این می تواند در عرض چند ثانیه اتفاق بیفتد، به همین دلیل است که دیودها بر اساس منبع ثابت برق کار می کنند. هنگامی که ولتاژ افزایش می یابد، LED موجود در دستگاه از استاندارد روشنایی خود فراتر می رود، در نتیجه تشدید کننده از بین می رود. بنابراین، دیود توانایی خود را برای گرم کردن از دست می دهد، به یک چراغ قوه معمولی تبدیل می شود.

پس از برداشتن کریستال، باید بلافاصله انتهای آن را با سیم های در معرض بسته ببندید. این برای ایجاد ارتباط بین خروجی های ولتاژ آن ضروری است. برای این خروجی ها باید یک خازن کوچک 0.1 μF با قطبیت منفی و 100 میکروفن با قطبیت مثبت لحیم کنید. پس از این روش می توانید سیم های زخم را جدا کنید. این به محافظت از دیود لیزر در برابر گذرا و الکتریسیته ساکن کمک می کند.

DVD-RW با سرعت ضبط 16X مجهز به کریستال قرمز با توان 180-200 مگاوات است. درایو سرعت 20X شامل یک دیود 250-270 مگاواتی است. دستگاه های ضبط پرسرعت از نوع 22X مجهز به اپتیک لیزری هستند که قدرت آن به 300 مگاوات می رسد.

تغذیه

قبل از ایجاد باتری برای دیود، باید در نظر داشت که بسته به سرعت دستگاه ضبط، باید از 3 ولت تغذیه شود و تا 200-400 میلی آمپر مصرف کند. شما باید از اتصال مستقیم کریستال به باتری خودداری کنید زیرا این یک لامپ ساده نیست. حتی تحت تأثیر می تواند بدتر شود باتری های معمولی. دیود لیزر یک عنصر مستقل است که از طریق یک مقاومت تنظیم کننده برق تامین می شود.

سیستم منبع تغذیه را می توان به سه روش با درجات مختلف پیچیدگی پیکربندی کرد. هر یک از آنها نیاز به شارژ مجدد از یک منبع ولتاژ ثابت (باتری) دارند.

روش اول شامل تنظیم الکتریکی با استفاده از یک مقاومت است. مقاومت داخلی دستگاه با تشخیص ولتاژ هنگام عبور از دیود اندازه گیری می شود. برای درایوهایی با سرعت نوشتن 16X، 200 میلی آمپر کافی خواهد بود. در صورت افزایش این نشانگر، احتمال آسیب رساندن به کریستال وجود دارد، بنابراین باید به حداکثر مقدار 300 میلی آمپر پایبند باشید. توصیه می شود از باتری تلفن یا باتری های قلمی به عنوان منبع تغذیه استفاده کنید.

از مزایای این منبع تغذیه می توان به سادگی و قابلیت اطمینان آن اشاره کرد. از جمله معایب آن می توان به ناراحتی هنگام شارژ مجدد باتری از گوشی و سختی قرار دادن باتری در دستگاه اشاره کرد. علاوه بر این، تعیین لحظه مناسب برای شارژ مجدد منبع تغذیه دشوار است.

شکل 4. تراشه LM-2621.

اگر از سه باتری قلمی استفاده می کنید، این مدار به راحتی در یک نشانگر لیزری قابل نصب است ساخت چین. طراحی تمام شده در شکل 2 نشان داده شده است، دو مقاومت 1 اهم به ترتیب و دو خازن.

برای روش دوم از تراشه LM-317 استفاده می شود. این روش تنظیم یک سیستم منبع تغذیه بسیار پیچیده تر از روش قبلی است و برای نصب لیزر ثابت مناسب تر است. مدار بر اساس ساخت یک درایور خاص است که یک برد کوچک است. برای محدود کردن جریان الکتریکی و ایجاد توان لازم طراحی شده است.

مدار اتصال ریز مدار LM-317 در شکل 3 نشان داده شده است. این به عناصری مانند یک مقاومت متغیر 100 اهم، 2 مقاومت 10 اهم، یک دیود سری 1H4001 و یک خازن 100 µF نیاز دارد.

یک درایور مبتنی بر این مدار از برق (7 ولت) صرف نظر از منبع تغذیه و دمای محیط. با وجود پیچیدگی دستگاه، این مدار ساده ترین برای مونتاژ در خانه در نظر گرفته می شود.

روش سوم قابل حمل ترین است و از همه بیشتر ترجیح داده می شود. انرژی را از دو باتری AAA تامین می کند و سطح ولتاژ ثابتی را که به دیود لیزر عرضه می شود، حفظ می کند. این سیستم حتی زمانی که سطح باتری کم است، برق را حفظ می کند.

هنگامی که باتری به طور کامل تخلیه شود، مدار از کار می افتد و ولتاژ کمی از دیود عبور می کند که با درخشش ضعیف مشخص می شود. پرتو لیزر. این نوع منبع تغذیه اقتصادی ترین است، ضریب راندمان آن 90٪ است.

برای پیاده سازی چنین سیستم قدرتی، به یک تراشه LM-2621 نیاز دارید که در بسته ای به ابعاد 3x3 میلی متر قرار دارد. بنابراین، ممکن است در طول دوره لحیم کاری قطعات با مشکلات خاصی مواجه شوید. اندازه نهایی تخته به مهارت و مهارت شما بستگی دارد، زیرا قطعات را می توان حتی روی یک تخته 2x2 سانتی متر قرار داد. تخته تمام شده در شکل 4 نشان داده شده است.

دریچه گاز را می توان از بلوک معمولیمنبع تغذیه برای کامپیوتر رومیزی همانطور که در شکل نشان داده شده است، یک سیم با سطح مقطع 0.5 میلی متر با تعداد دور تا 15 دور بر روی آن پیچیده می شود. قطر دریچه گاز از داخل 2.5 میلی متر خواهد بود.

هر دیود شاتکی با مقدار 3 A برای برد مناسب است به عنوان مثال 1N5821، SB360، SR360 و MBRS340T3. برق عرضه شده به دیود توسط یک مقاومت تنظیم می شود. در طول فرآیند راه اندازی، توصیه می شود آن را به یک مقاومت متغیر 100 اهم متصل کنید. هنگام تست عملکرد، بهتر است از یک دیود لیزر فرسوده یا ناخواسته استفاده کنید. نشانگر قدرت فعلی مانند نمودار قبلی باقی می ماند.

هنگامی که مناسب ترین روش را پیدا کردید، در صورت داشتن مهارت های لازم می توانید آن را ارتقا دهید. دیود لیزر باید روی یک هیت سینک مینیاتوری قرار گیرد تا در هنگام افزایش ولتاژ بیش از حد گرم نشود. پس از اتمام مونتاژ سیستم قدرت، باید مراقب نصب شیشه نوری باشید.

ساخته شده با دستان خود، در هر خانه مفید خواهد بود.

مطمئناً یک دستگاه خانگی نمی تواند قدرت بیشتری را که دستگاه های صنعتی دارند به دست آورد، اما همچنان می توانید در زندگی روزمره از مزایای آن بهره مند شوید.

جالب ترین چیز این است که می توانید با استفاده از وسایل غیر ضروری قدیمی یک برش لیزری درست کنید.

مثلا خودت درست کن دستگاه لیزراستفاده از یک نشانگر لیزری قدیمی این امکان را به شما می دهد.

برای اینکه فرآیند ایجاد کاتر در سریع ترین زمان ممکن پیشرفت کند، باید موارد و ابزار زیر را آماده کنید:

• اشاره گر نوع لیزری؛

• چراغ قوه با باتری؛

• یک رایتر CD/DVD-RW قدیمی که ممکن است از کار افتاده باشد - به یک درایو با لیزر از آن نیاز دارید.

• آهن لحیم کاری برقی و یک سری پیچ گوشتی.

روند ساخت کاتر با دستان خود با جدا کردن درایو شروع می شود ، جایی که باید دستگاه را جدا کنید.

استخراج باید تا حد امکان با دقت انجام شود و شما باید صبور و مراقب باشید. دستگاه شامل بسیاری از سیم های مختلفبا ساختار تقریبا مشابه

هنگام انتخاب یک درایو DVD، باید در نظر داشته باشید که قابل نوشتن است، زیرا این گزینه ای است که به شما امکان می دهد با استفاده از لیزر ضبط کنید.

نوشتن با تبخیر یک لایه نازک فلز از دیسک انجام می شود.

در طول فرآیند خواندن، لیزر با نصف ظرفیت خود کار می کند. قابلیت های فنی، کمی دیسک را روشن می کند.

در طی فرآیند جدا کردن بست بالایی، چشم با لیزر روی کالسکه ای می افتد که می تواند در چندین جهت حرکت کند.

کالسکه باید با دقت برداشته شود و اتصال دهنده ها و پیچ ها با دقت جدا شوند.

سپس می توانید به حذف دیود قرمز که دیسک را می سوزاند ادامه دهید - این کار را به راحتی می توان با دستان خود با استفاده از آهن لحیم کاری الکتریکی انجام داد. عنصر استخراج شده نباید تکان بخورد، بسیار کمتر از آن رها شود.

هنگامی که قسمت اصلی کاتر آینده روی سطح قرار گرفت، باید یک برنامه ریزی دقیق برای مونتاژ برش لیزری تهیه کنید.

در این مورد باید نکات زیر را در نظر گرفت: بهترین نحوه قرار دادن دیود، نحوه اتصال آن به منبع تغذیه، زیرا دیود دستگاه تحریر به برق بیشتری نسبت به عنصر اصلی اشاره گر نیاز دارد.

این مشکل از چند طریق قابل حل است.

انجام دادن برش دستیبا کم و بیش قدرت بالا، باید دیود واقع در نشانگر را بردارید و سپس آن را با عنصر حذف شده از درایو DVD جایگزین کنید.

بنابراین، نشانگر لیزری با دقت درایو رایتر DVD جدا می شود.

جسم پیچ نمی خورد، سپس بدن آن به دو نیمه تقسیم می شود. بلافاصله در سطح می توانید بخشی را ببینید که باید با دستان خود تعویض شود.

برای انجام این کار، دیود اصلی از نشانگر برداشته می شود و با دقت با دیود قوی تر، آن جایگزین می شود بست قابل اعتمادبا استفاده از چسب قابل انجام است.

ممکن است امکان حذف عنصر دیود قدیمی فوراً وجود نداشته باشد، بنابراین می توانید آن را با نوک چاقو به دقت بیرون بیاورید، سپس بدنه نشانگر را به آرامی تکان دهید.

در مرحله بعدی ساخت برش لیزری، باید یک محفظه برای آن بسازید.

برای این منظور یک چراغ قوه با باتری های قابل شارژ، که به برش لیزری اجازه می دهد تا نیروی الکتریکی دریافت کند، ظاهر زیبایی و سهولت استفاده را به دست آورد.

برای انجام این کار، باید یک اصلاح شده را معرفی کنید قسمت بالااشاره گر سابق

سپس باید شارژ را با استفاده از باتری واقع در چراغ قوه به دیود وصل کنید. تعیین دقیق قطبیت در طول فرآیند اتصال بسیار مهم است.

قبل از مونتاژ چراغ قوه، لازم است شیشه و سایر عناصر غیر ضروری اشاره گر را که ممکن است با پرتو لیزر تداخل ایجاد کنند، جدا کنید.

در مرحله نهایی، برش لیزری برای استفاده آماده می شود.

برای راحتی خود ساختهتمام مراحل کار روی دستگاه باید به شدت رعایت شود.

برای این منظور، لازم است که قابلیت اطمینان تثبیت کلیه عناصر تعبیه شده، قطبیت صحیح و یکنواختی نصب لیزر بررسی شود.

بنابراین، اگر تمام شرایط مونتاژ ذکر شده در مقاله به شدت رعایت شده باشد، کاتر آماده استفاده است.

اما از آنجایی که یک دستگاه دست ساز خانگی دارای قدرت کم است، بعید است که به یک برش لیزری تمام عیار برای فلز تبدیل شود.

کاری که یک کاتر به طور ایده آل می تواند انجام دهد این است که سوراخ هایی روی کاغذ یا فیلم پلاستیکی ایجاد کند.

اما شما نمی توانید دستگاه لیزری را که خودتان ساخته اید به سمت یک فرد نشانه بگیرید.

چگونه می توان لیزر خانگی را تقویت کرد؟

برای ساخت یک برش لیزری قوی تر برای کارهای فلزی با دستان خود، باید از دستگاه هایی از لیست زیر استفاده کنید:

• درایو DVD-RW، هیچ فرقی نمی کند که کار کند یا نه.

• خازن های 100 pF و mF.

• مقاومت 2-5 اهم؛

• 3 عدد باتری ها؛

• آهن لحیم کاری، سیم؛

• فانوس فولادی با عناصر LED.

مونتاژ برش لیزری برای کارهای دستی طبق طرح زیر انجام می شود.

با استفاده از این دستگاه ها درایور مونتاژ می شود و متعاقباً قادر خواهد بود از طریق یک برد قدرت مشخصی را در اختیار دستگاه برش لیزری قرار دهد.

در این صورت تحت هیچ شرایطی منبع تغذیه را مستقیماً به دیود وصل نکنید، زیرا دیود می سوزد. همچنین باید در نظر بگیرید که دیود باید نه از ولتاژ، بلکه از جریان برق بگیرد.

از بدنه ای مجهز به لنز نوری به عنوان کولیماتور استفاده می شود که در نتیجه اشعه ها جمع می شوند.

این قسمت به راحتی در یک فروشگاه خاص پیدا می شود، نکته اصلی این است که دارای شیاری برای نصب دیود لیزر است. قیمت این دستگاه کم است، تقریباً 3-7 دلار.

به هر حال، لیزر به همان روشی مونتاژ می شود که مدل برش در بالا مورد بحث قرار گرفت.

سیم همچنین می تواند به عنوان یک محصول ضد الکتریسیته ساکن برای بسته بندی دیود استفاده شود. سپس می توانید مونتاژ دستگاه درایور را شروع کنید.

قبل از حرکت به مونتاژ کامل دستی برش لیزری، باید عملکرد درایور را بررسی کنید.

قدرت فعلی با استفاده از یک مولتی متر اندازه گیری می شود، دیود باقی مانده را بگیرید و خودتان اندازه گیری ها را انجام دهید.

با در نظر گرفتن سرعت جریان، قدرت آن برای برش لیزری انتخاب می شود. به عنوان مثال، برای برخی از نسخه های دستگاه های لیزر، قدرت فعلی می تواند 300-350 میلی آمپر باشد.

برای سایر مدل های شدیدتر، 500 میلی آمپر است، مشروط بر اینکه از یک دستگاه درایور متفاوت استفاده شود.

برای اینکه لیزر خانگی از نظر زیبایی زیباتر به نظر برسد و استفاده از آن راحت‌تر باشد، به یک محفظه نیاز دارد که به راحتی می‌تواند یک چراغ قوه فولادی باشد که با LED تغذیه می‌شود.

به عنوان یک قاعده، دستگاه ذکر شده دارای ابعاد جمع و جور است که به شما امکان می دهد در جیب شما جا شود. اما برای جلوگیری از آلودگی لنز، باید از قبل یک روکش خریداری کنید یا بدوزید.

ویژگی های دستگاه برش لیزری تولیدی

همه نمی توانند قیمت دستگاه برش لیزری فلزی تولیدی را بپردازند.

چنین تجهیزاتی برای پردازش و برش مواد فلزی استفاده می شود.

اصل کار برش لیزری مبتنی بر تولید تابش قدرتمند توسط ابزار است که دارای خاصیت تبخیر یا دمیدن یک لایه فلز مذاب است.

این فناوری تولید هنگام کار با انواع مختلففلز می تواند برش هایی با کیفیت بالا ارائه دهد.

عمق پردازش مواد به نوع نصب لیزر و ویژگی های مواد در حال پردازش بستگی دارد.

امروزه از سه نوع لیزر استفاده می شود: حالت جامد، فیبر و گاز.

طراحی ساطع کننده های حالت جامد بر اساس استفاده از انواع خاصی از شیشه یا کریستال به عنوان یک محیط کار است.

در اینجا یک مثال است: تاسیسات ارزان قیمت، با لیزرهای نیمه هادی عمل می کند.

فیبر - عملکرد رسانه فعال آنها از طریق استفاده از فیبرهای نوری است.

این نوع دستگاه اصلاح شده از قطره چکان های حالت جامد است، اما به گفته کارشناسان، لیزر فیبرآنالوگ های خود را با موفقیت از حوزه فلزکاری جابجا می کند.

در عین حال، فیبرهای نوری اساس نه تنها برش، بلکه همچنین دستگاه حکاکی هستند.

گاز - محیط کار دستگاه لیزر ترکیبی از گازهای دی اکسید کربن، نیتروژن و هلیوم است.

از آنجایی که بازده قطره چکان های مورد نظر بیشتر از 20 درصد نیست، برای برش و جوشکاری پلیمر، لاستیک و مواد شیشه ایو همچنین فلز با درجه بالایی از هدایت حرارتی.

در اینجا، به عنوان مثال، می توانید یک کاتر فلزی تولید شده توسط شرکت Hans را در نظر بگیرید، استفاده از دستگاه لیزر به شما امکان برش مس، برنج و آلومینیوم را می دهد حداقل قدرتماشین ها فقط از آنالوگ های خود بهتر عمل می کنند.

نمودار عملکرد درایو

فقط یک لیزر رومیزی می تواند از یک درایو کار کند.

واحد لیزر می تواند در امتداد ریل های راهنمای دستگاه به صورت عمودی و افقی حرکت کند.

به عنوان جایگزینی برای دستگاه دروازه ای، یک مدل تبلت از مکانیزم ساخته شد که برش آن فقط به صورت افقی حرکت می کند.

دیگر گزینه های موجوددستگاه های لیزر دارای میز کار مجهز به مکانیزم محرک و دارای قابلیت حرکت در سطوح مختلف می باشند.

در حال حاضر دو گزینه برای کنترل مکانیزم درایو وجود دارد.

اولی حرکت قطعه کار را به دلیل عملکرد میز درایو تضمین می کند یا حرکت کاتر به دلیل عملکرد لیزر انجام می شود.

گزینه دوم شامل جابجایی میز و کاتر به طور همزمان است.

در عین حال، مدل کنترل اول در مقایسه با گزینه دوم بسیار ساده تر در نظر گرفته می شود. اما مدل دوم همچنان عملکرد بالایی دارد.

ویژگی فنی کلی موارد در نظر گرفته شده، نیاز به وارد کردن یونیت CNC به دستگاه است، اما پس از آن قیمت مونتاژ دستگاه برای کارهای دستی بالاتر خواهد بود.

امروز در مورد چگونگی ساخت یک لیزر سبز یا آبی قدرتمند در خانه از مواد ضایعات با دستان خود صحبت خواهیم کرد. ما همچنین نقشه ها، نمودارها و طراحی نشانگرهای لیزری خانگی با پرتو اشتعال و برد تا 20 کیلومتر را در نظر خواهیم گرفت.

اساس دستگاه لیزر یک ژنراتور کوانتومی نوری است که با استفاده از انرژی الکتریکی، حرارتی، شیمیایی یا سایر انرژی ها، پرتو لیزر تولید می کند.

عملکرد لیزر بر اساس پدیده تابش اجباری (القایی) است. تابش لیزر می تواند پیوسته، با توان ثابت، یا پالسی باشد و به حداکثر توان بسیار بالایی برسد. ماهیت پدیده این است که یک اتم برانگیخته قادر است یک فوتون را تحت تأثیر فوتون دیگری بدون جذب آن ساطع کند، در صورتی که انرژی فوتون دوم برابر با اختلاف انرژی‌های سطوح اتم قبل و بعد از آن باشد. تشعشع در این حالت فوتون ساطع شده با فوتونی که باعث تشعشع شده است منسجم است، یعنی کپی دقیق آن است. به این ترتیب نور تقویت می شود. این پدیده با تابش خود به خودی که در آن فوتون های ساطع شده دارای جهت انتشار تصادفی، قطبش و فاز هستند متفاوت است.
احتمال اینکه یک فوتون تصادفی باعث انتشار تحریک شده از یک اتم برانگیخته شود دقیقاً برابر با احتمال جذب این فوتون توسط یک اتم در حالت تحریک نشده است. بنابراین، برای تقویت نور، لازم است اتم های برانگیخته در محیط نسبت به اتم های تحریک نشده بیشتر باشد. در حالت تعادل، این شرایط برآورده نمی شود، بنابراین از سیستم های مختلفی برای پمپاژ محیط فعال لیزر (نوری، الکتریکی، شیمیایی و ...) استفاده می شود. در برخی از طرح ها، عنصر کار لیزر به عنوان یک تقویت کننده نوری برای تابش از منبع دیگر استفاده می شود.

هیچ جریان خارجی فوتون در یک مولد کوانتومی وجود ندارد، یک جمعیت معکوس در داخل آن با استفاده از منابع پمپ های مختلف ایجاد می شود. بسته به منابعی که وجود دارد راه های مختلفپمپاژ:
نوری - لامپ فلش قدرتمند؛
تخلیه گاز در ماده کار (محیط فعال)؛
تزریق (انتقال) حامل های جریان در یک نیمه هادی در منطقه
انتقال p-n؛
تحریک الکترونیکی (تابش یک نیمه هادی خالص در خلاء با جریان الکترون)؛
حرارتی (گرمایش گاز و به دنبال آن خنک شدن سریع؛
شیمیایی (با استفاده از انرژی واکنش های شیمیایی) و برخی دیگر.

منبع اولیه تولید، فرآیند گسیل خود به خودی است، بنابراین، برای اطمینان از تداوم نسل‌های فوتون، وجود یک بازخورد مثبت ضروری است، به همین دلیل فوتون‌های ساطع شده باعث اعمال بعدی انتشار القایی می‌شوند. برای انجام این کار، محیط فعال لیزر در یک حفره نوری قرار می گیرد. در ساده ترین حالت، از دو آینه تشکیل شده است که یکی از آنها شفاف است - از طریق آن پرتو لیزر تا حدی از تشدید کننده خارج می شود.

با انعکاس از آینه ها، پرتو تابش به طور مکرر از تشدید کننده عبور می کند و باعث انتقال القایی در آن می شود. تابش می تواند پیوسته یا پالسی باشد. در عین حال با استفاده از دستگاه های مختلفبرای خاموش و روشن کردن سریع بازخورد و در نتیجه کاهش دوره پالس ها، می توان شرایطی را برای تولید تابش با توان بسیار بالا ایجاد کرد - اینها به اصطلاح پالس های غول پیکر هستند. این حالت از عملکرد لیزر حالت Q-switched نامیده می شود.
پرتو لیزر یک شار نوری منسجم، تک رنگ، قطبی شده با جهت باریک است. در یک کلام، این پرتویی از نور است که نه تنها از منابع همزمان، بلکه در یک محدوده بسیار باریک و به صورت جهت ساطع می شود. نوعی شار نور بسیار متمرکز.

تشعشع تولید شده توسط لیزر تک رنگ است، احتمال گسیل یک فوتون با طول موج مشخص بیشتر از فوتونی است که نزدیک به آن قرار دارد و با گسترش خط طیفی مرتبط است، و احتمال انتقال القایی در این فرکانس نیز وجود دارد. حداکثر بنابراین، به تدریج در طول فرآیند تولید، فوتون‌های یک طول موج معین بر تمام فوتون‌های دیگر تسلط خواهند داشت. علاوه بر این، به دلیل آرایش خاص آینه ها، تنها فوتون هایی که در جهتی موازی با محور نوری تشدید کننده در فاصله کوتاهی از آن منتشر می شوند، در پرتو لیزر باقی می مانند. بنابراین، پرتو لیزر دارای زاویه واگرایی بسیار کمی است. در نهایت، پرتو لیزر دارای یک قطبش کاملاً مشخص است. برای انجام این کار، پلاریزرهای مختلفی به تشدید کننده وارد می شوند، به عنوان مثال، آنها می توانند صفحات شیشه ای مسطح باشند که در زاویه بروستر نسبت به جهت انتشار پرتو لیزر نصب شده اند.

طول موج کار لیزر و همچنین خواص دیگر بستگی به این دارد که چه سیال کاری در لیزر استفاده شده است. سیال کار با انرژی "پمپ" می شود تا یک اثر وارونگی جمعیت های الکترونیکی ایجاد کند که باعث انتشار تحریک شده فوتون ها و یک اثر تقویت نوری می شود. ساده ترین شکلتشدید کننده نوری از دو آینه موازی (همچنین می تواند چهار یا بیشتر از آنها وجود داشته باشد) در اطراف سیال کار لیزر قرار دارد. تشعشع تحریک شده سیال کار توسط آینه ها منعکس شده و دوباره تقویت می شود. تا لحظه ای که بیرون می آید، موج می تواند بارها منعکس شود.

بنابراین، اجازه دهید شرایط لازم برای ایجاد منبع نور منسجم را به طور خلاصه فرموله کنیم:

شما به یک ماده فعال با جمعیت معکوس نیاز دارید. تنها در این صورت می توان تقویت نور را از طریق انتقال اجباری به دست آورد.
ماده کار باید بین آینه هایی که بازخورد ارائه می کنند قرار گیرد.
بهره داده شده توسط ماده کار، به این معنی که تعداد اتم ها یا مولکول های برانگیخته در ماده کار باید بیشتر از مقدار آستانه بسته به ضریب بازتاب آینه خروجی باشد.

در طراحی لیزر می توان از انواع سیالات کاری زیر استفاده کرد:

مایع. به عنوان یک سیال کار، به عنوان مثال، در لیزرهای رنگی استفاده می شود. این ترکیب شامل یک حلال آلی (متانول، اتانول یا اتیلن گلیکول) است که در آن رنگ های شیمیایی (کومارین یا رودامین) حل می شود. طول موج عملکرد لیزرهای مایع با پیکربندی مولکول های رنگ مورد استفاده تعیین می شود.

گازها به طور خاص، دی اکسید کربنمخلوط های آرگون، کریپتون یا گاز مانند لیزرهای هلیوم-نئون. "پمپ زدن" با انرژی این لیزرها اغلب با استفاده از تخلیه الکتریکی انجام می شود.
جامدات (کریستال و لیوان). مواد جامدچنین مایعات کاری با افزودن مقدار کمی یون کروم، نئودیمیم، اربیوم یا تیتانیوم فعال می شوند (دوپ می شوند). کریستال های رایج مورد استفاده عبارتند از گارنت آلومینیوم ایتریوم، لیتیوم ایتریم فلوراید، یاقوت کبود (اکسید آلومینیوم) و شیشه سیلیکات. لیزرهای حالت جامد معمولاً توسط یک لامپ فلاش یا لیزرهای دیگر "پمپ" می شوند.

نیمه هادی ها ماده ای که در آن انتقال الکترون ها بین سطوح انرژی می تواند با تشعشع همراه باشد. لیزرهای نیمه هادی بسیار فشرده هستند و توسط جریان الکتریکی "پمپ" می شوند و به آنها اجازه می دهد در دستگاه های مصرف کننده مانند پخش کننده های سی دی استفاده شوند.

برای تبدیل یک تقویت کننده به یک نوسان ساز، سازماندهی بازخورد ضروری است. در لیزر، این امر با قرار دادن ماده فعال بین سطوح بازتابنده (آینه ها) به دست می آید، به این دلیل که بخشی از انرژی ساطع شده توسط ماده فعال از آینه ها منعکس شده و دوباره به آینه باز می گردد. ماده فعال

لیزر از تشدید کننده های نوری استفاده می کند انواع مختلف- با آینه های تخت، کروی، ترکیبی از تخت و کروی و غیره. در تشدید کننده های نوری که در لیزر فیدبک می دهند، فقط انواع خاصی از نوسانات میدان الکترومغناطیسی را می توان برانگیخت که به آنها نوسانات طبیعی یا حالت های تشدید کننده می گویند.

حالت ها با فرکانس و شکل، یعنی توزیع فضایی ارتعاشات مشخص می شوند. در یک تشدید کننده با آینه های تخت، انواع نوسانات مربوط به امواج صفحه ای که در امتداد محور تشدید کننده منتشر می شوند، عمدتاً برانگیخته می شوند. یک سیستم از دو آینه موازی فقط در فرکانس های خاصی طنین انداز می شود - و در لیزر نیز نقشی را ایفا می کند که یک مدار نوسانی در ژنراتورهای فرکانس پایین معمولی ایفا می کند.

استفاده از یک تشدید کننده باز (و نه بسته - یک حفره فلزی بسته - مشخصه محدوده مایکروویو) اساسی است، زیرا در محدوده نوری یک تشدید کننده با ابعاد L = ? (L اندازه مشخصه تشدیدگر است، ? طول موج است) به سادگی قابل تولید نیست، و در L >> ? یک تشدید کننده بسته خاصیت رزونانسی خود را از دست می دهد، زیرا تعداد انواع ممکننوسانات آنقدر بزرگ می شوند که همپوشانی دارند.

عدم وجود دیوارهای جانبی به طور قابل توجهی تعداد انواع نوسانات (حالت) ممکن را کاهش می دهد زیرا امواجی که با زاویه نسبت به محور تشدید کننده منتشر می شوند به سرعت از محدوده آن فراتر می روند و اجازه می دهد تا خواص تشدید کننده را در L حفظ کند. >>؟ با این حال، تشدید کننده در لیزر نه تنها با بازگرداندن تابش منعکس شده از آینه ها به ماده فعال بازخورد ارائه می کند، بلکه طیف تابش لیزر، ویژگی های انرژی آن و جهت تابش را نیز تعیین می کند.
در ساده ترین تقریب یک موج مسطح، شرط تشدید در تشدید کننده با آینه های مسطح این است که یک عدد صحیح از نیم موج در طول تشدید کننده قرار گیرد: L=q(?/2) (q یک عدد صحیح است) ، که منجر به عبارتی برای فرکانس نوع نوسان با شاخص q می شود: ?q=q(C/2L). در نتیجه، طیف تابش نور، به عنوان یک قاعده، مجموعه ای از خطوط طیفی باریک است که فواصل بین آنها یکسان و برابر با c/2L است. تعداد خطوط (مولفه‌ها) برای طول معین L به ویژگی‌های محیط فعال، یعنی به طیف گسیل خود به خود در انتقال کوانتومی مورد استفاده بستگی دارد و می‌تواند به چند ده و صدها برسد. تحت شرایط خاص، به نظر می رسد که می توان یک جزء طیفی را جدا کرد، به عنوان مثال، اجرای یک حالت لیزر تک حالته. پهنای طیفی هر جزء با تلفات انرژی در تشدیدگر و اول از همه با عبور و جذب نور توسط آینه ها تعیین می شود.

مشخصات فرکانس بهره در ماده کار (با عرض و شکل خط ماده کار تعیین می شود) و مجموعه فرکانس های طبیعی تشدید کننده باز. برای تشدید کننده های باز با فاکتور با کیفیت بالا که در لیزرها استفاده می شود، باند عبور تشدید کننده ??p که عرض منحنی های تشدید حالت های جداگانه و حتی فاصله بین حالت های همسایه ??h را تعیین می کند کمتر از عرض خط بهره است. ??h، و حتی در لیزرهای گازی، که در آن پهن شدن خط کوچکترین است. بنابراین چندین نوع نوسان تشدید کننده وارد مدار تقویت می شود.

بنابراین، لیزر لزوماً در یک فرکانس بیشتر تولید نمی کند، برعکس، تولید همزمان در چندین نوع نوسان رخ می دهد. تلفات بیشتر در رزوناتور برای اینکه لیزر در یک فرکانس (در حالت تک فرکانس) کار کند، معمولاً باید اقدامات خاصی انجام شود (به عنوان مثال، افزایش تلفات، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است) یا تغییر فاصله بین آینه ها. به طوری که فقط یکی وارد مدار افزایش می شود. از آنجایی که در اپتیک، همانطور که در بالا ذکر شد، ?h > ?p و فرکانس تولید در لیزر عمدتاً توسط فرکانس تشدید کننده تعیین می شود، بنابراین برای ثابت نگه داشتن فرکانس تولید، باید رزوناتور را تثبیت کرد. بنابراین، اگر سود موجود در ماده کار، تلفات تشدید کننده را برای انواع خاصی از نوسانات پوشش دهد، تولید روی آنها اتفاق می افتد. بذر برای وقوع آن، مانند هر ژنراتور، نویز است که نشان دهنده انتشار خود به خود در لیزر است.
برای اینکه محیط فعال نور تک رنگ منسجمی را ساطع کند، لازم است بازخورد ارائه شود، یعنی بخشی از شار نور ساطع شده توسط این محیط به داخل محیط هدایت شود تا انتشار تحریک شده ایجاد کند. مثبت بازخوردبا استفاده از تشدید کننده های نوری انجام می شود که در نسخه ابتدایی دو آینه هم محور (موازی و در امتداد یک محور) هستند که یکی از آنها شفاف است و دیگری "ناشنوا" است ، یعنی شار نور را کاملاً منعکس می کند. ماده فعال (محیط فعال) که در آن جمعیت معکوس ایجاد می شود، بین آینه ها قرار می گیرد. تابش تحریک شده از محیط فعال عبور می کند، تقویت می شود، از آینه منعکس می شود، دوباره از محیط عبور می کند و بیشتر تقویت می شود. از طریق یک آینه نیمه شفاف، بخشی از تشعشع به محیط خارجی ساطع می شود و بخشی به محیط بازتاب می شود و دوباره تقویت می شود. تحت شرایط خاص، شار فوتون ها در داخل ماده کار مانند بهمن شروع به افزایش می کند و تولید نور منسجم تک رنگ آغاز می شود.

اصل عملکرد یک تشدید کننده نوری، تعداد غالب ذرات ماده کار، که با دایره های باز نشان داده شده است، در حالت پایه، یعنی در سطح انرژی پایین تر قرار دارند. فقط تعداد کمی از ذرات، که با دایره های تاریک نشان داده شده اند، در حالت برانگیخته الکترونیکی هستند. هنگامی که ماده کار در معرض منبع پمپاژ قرار می گیرد، اکثر ذرات به حالت برانگیخته می روند (تعداد دایره های تاریک افزایش یافته است) و جمعیت معکوس ایجاد می شود. بعد (شکل 2c) گسیل خود به خودی برخی از ذرات که در حالت برانگیخته الکترونیکی رخ می دهد رخ می دهد. تشعشعاتی که با زاویه ای نسبت به محور تشدید کننده هدایت می شود، ماده کار و تشدید کننده را ترک می کند. تابش که در امتداد محور تشدید کننده هدایت می شود، به سطح آینه نزدیک می شود.

برای یک آینه نیمه شفاف، بخشی از تشعشع از طریق آن به داخل آن عبور می کند محیط زیستو بخشی از آن منعکس شده و دوباره به درون ماده کار هدایت می‌شود و ذرات را در حالت برانگیخته در فرآیند انتشار تحریک شده درگیر می‌کند.

در آینه "ناشنوا"، کل شار پرتو منعکس شده و دوباره از ماده کار عبور می کند، و باعث القای تشعشع از تمام ذرات برانگیخته باقیمانده می شود، که منعکس کننده وضعیت زمانی است که تمام ذرات برانگیخته انرژی ذخیره شده خود را رها کردند، و در خروجی تشدید کننده، در کنار آینه نیمه شفاف، یک شار قدرتمند از تشعشعات القایی تشکیل شد.

عناصر ساختاری اصلی لیزرها شامل یک ماده کاری با سطوح انرژی معینی از اتم ها و مولکول های تشکیل دهنده آنها، یک منبع پمپ است که وارونگی جمعیت را در ماده کار ایجاد می کند و یک تشدید کننده نوری. تعداد زیادی لیزر مختلف وجود دارد، اما همه آنها یک نمودار مدار ساده و یکسان دستگاه دارند که در شکل 1 ارائه شده است. 3.

استثنا لیزرهای نیمه هادی به دلیل ویژگی آنها است، زیرا همه چیز در مورد آنها خاص است: فیزیک فرآیندها، روش های پمپاژ و طراحی. نیمه هادی ها تشکیلات کریستالی هستند. در یک اتم منفرد، انرژی الکترون مقادیر گسسته کاملاً تعریف شده ای به خود می گیرد و بنابراین حالت های انرژی الکترون در اتم به زبان سطوح توصیف می شود. در یک کریستال نیمه هادی، سطوح انرژی نوارهای انرژی را تشکیل می دهند. در یک نیمه هادی خالص که حاوی هیچ ناخالصی نیست، دو باند وجود دارد: به اصطلاح باند ظرفیت و نوار رسانایی که در بالای آن قرار دارد (در مقیاس انرژی).

بین آنها شکافی از مقادیر انرژی ممنوع وجود دارد که به آن bandgap می گویند. در دمای نیمه هادی برابر با صفر مطلق، نوار ظرفیت باید کاملاً با الکترون پر شود و نوار هدایت باید خالی باشد. در شرایط واقعی، دما همیشه بالای صفر مطلق است. اما افزایش دما منجر به تحریک حرارتی الکترون ها می شود، برخی از آنها از باند ظرفیت به نوار هدایت می پرند.

در نتیجه این فرآیند، تعداد معینی (نسبتاً کم) الکترون در باند رسانایی ظاهر می‌شود و تعداد متناظری از الکترون‌ها در نوار ظرفیت تا زمانی که به طور کامل پر شود از دست خواهند رفت. جای خالی الکترون در باند ظرفیت با ذره ای با بار مثبت نشان داده می شود که به آن سوراخ می گویند. انتقال کوانتومی یک الکترون از طریق شکاف نواری از پایین به بالا به عنوان فرآیندی برای تولید یک جفت الکترون-حفره در نظر گرفته می‌شود که الکترون‌ها در لبه پایین نوار رسانایی متمرکز شده‌اند و حفره‌هایی در لبه بالایی نوار ظرفیت. انتقال از طریق منطقه ممنوعه نه تنها از پایین به بالا، بلکه از بالا به پایین نیز امکان پذیر است. به این فرآیند نوترکیبی الکترون حفره می گویند.

هنگامی که یک نیمه هادی خالص با نور تابش می شود که انرژی فوتون آن کمی بیشتر از شکاف نواری است، سه نوع برهمکنش نور با ماده می تواند در کریستال نیمه هادی رخ دهد: جذب، گسیل خود به خود و انتشار تحریک شده نور. اولین نوع برهمکنش زمانی امکان پذیر است که یک فوتون توسط الکترونی که در نزدیکی لبه بالایی نوار ظرفیت قرار دارد جذب شود. در این حالت، قدرت انرژی الکترون برای غلبه بر شکاف نواری کافی خواهد بود و یک انتقال کوانتومی به نوار رسانایی ایجاد می کند. گسیل خود به خودی نور زمانی امکان پذیر است که یک الکترون به طور خود به خود از نوار رسانایی به نوار ظرفیت با گسیل یک کوانتوم انرژی - یک فوتون بازگردد. تابش خارجی می تواند انتقال به باند ظرفیت الکترون واقع در نزدیکی لبه پایین نوار رسانایی را آغاز کند. نتیجه این نوع سوم برهمکنش نور با ماده نیمه هادی، تولد یک فوتون ثانویه خواهد بود که از نظر پارامترها و جهت حرکت با فوتونی که انتقال را آغاز کرده است، یکسان است.

برای تولید تابش لیزر، لازم است یک جمعیت معکوس از "سطوح کاری" در نیمه هادی ایجاد شود - برای ایجاد غلظت کافی از الکترون ها در لبه پایین نوار رسانایی و غلظت بالایی از سوراخ ها در لبه رسانا. باند ظرفیت برای این منظور، لیزرهای نیمه هادی خالص معمولاً توسط یک جریان الکترونی پمپ می شوند.

آینه های تشدید کننده لبه های صیقلی کریستال نیمه هادی هستند. عیب چنین لیزرهایی این است که بسیاری از مواد نیمه رسانا تنها در حد بسیار زیاد تابش لیزر تولید می کنند. دمای پایینو بمباران کریستال های نیمه هادی توسط جریانی از الکترون ها باعث گرم شدن شدید آن می شود. این نیاز به دستگاه های خنک کننده اضافی دارد که طراحی دستگاه را پیچیده و ابعاد آن را افزایش می دهد.

خواص نیمه هادی های دارای ناخالصی به طور قابل توجهی با خواص ناخالصی، نیمه هادی های خالص متفاوت است. این به این دلیل است که اتم های برخی ناخالصی ها به راحتی یکی از الکترون های خود را به نوار رسانایی اهدا می کنند. به این ناخالصی ها ناخالصی های دهنده و نیمه هادی با چنین ناخالصی ها را نیمه هادی n می گویند. اتم های ناخالصی های دیگر، برعکس، یک الکترون را از باند ظرفیت می گیرند و این ناخالصی ها پذیرنده هستند و نیمه هادی با چنین ناخالصی ها، نیمه هادی p است. سطح انرژی اتم های ناخالصی در داخل شکاف باند قرار دارد: برای n-نیمه هادی ها - نزدیک لبه پایین نوار رسانایی، برای /-نیمه هادی ها - در نزدیکی لبه بالایی نوار ظرفیت.

اگر در این زمینه ایجاد کنید ولتاژ الکتریکیبه طوری که در سمت نیمه هادی p یک قطب مثبت و در سمت نیمه هادی n یک قطب منفی وجود دارد، سپس تحت تأثیر میدان الکتریکی، الکترون ها از نیمه هادی n و سوراخ هایی از /^-نیمه هادی به ناحیه اتصال p-n حرکت می کند (تزریق می شود).

وقتی الکترون‌ها و حفره‌ها دوباره با هم ترکیب می‌شوند، فوتون‌ها ساطع می‌شوند و در حضور یک تشدیدگر نوری، تابش لیزر می‌تواند تولید شود.

آینه های تشدید کننده نوری لبه های صیقلی کریستال نیمه هادی هستند که عمود بر صفحه اتصال pn قرار دارند. چنین لیزرهایی مینیاتوری هستند، زیرا اندازه عنصر فعال نیمه هادی می تواند حدود 1 میلی متر باشد.

بسته به مشخصه ای که در نظر گرفته می شود، تمام لیزرها به شرح زیر تقسیم می شوند.

اولین علامت مرسوم است که بین تقویت کننده های لیزری و ژنراتورها تمایز قائل شوند. در تقویت‌کننده‌ها، تابش لیزر ضعیف در ورودی تامین می‌شود و به همان نسبت در خروجی تقویت می‌شود. هیچ تشعشع خارجی در ژنراتورها وجود ندارد و به دلیل تحریک آن با استفاده از منابع مختلف پمپ در ماده کار ایجاد می شود. تمام دستگاه های لیزر پزشکی ژنراتور هستند.

علامت دوم وضعیت فیزیکی ماده کار است. بر این اساس، لیزرها به حالت جامد (یاقوت، یاقوت کبود و غیره)، گاز (هلیوم-نئون، هلیوم-کادمیم، آرگون، دی اکسید کربن و غیره)، مایع (دی الکتریک مایع با اتم های ناخالص کار نادر) تقسیم می شوند. فلزات زمین) و نیمه هادی (آرسنید - گالیم، فسفید آرسنید گالیم، سلنید سرب و غیره).

روش برانگیختن ماده کار سومین ویژگی متمایز لیزر است. بسته به منبع تحریک، لیزرها متمایز می شوند: پمپ شده نوری، پمپ شده توسط تخلیه گاز، تحریک الکترونیکی، تزریق حامل های بار، پمپ حرارتی، پمپ شیمیایی و برخی دیگر.

طیف انتشار لیزر ویژگی طبقه بندی بعدی است. اگر تابش در محدوده باریکی از طول موج ها متمرکز شود، لیزر تک رنگ در نظر گرفته می شود و داده های فنی آن یک طول موج خاص را نشان می دهد. اگر در محدوده وسیعی باشد، لیزر باید پهن باند در نظر گرفته شود و محدوده طول موج نشان داده شود.

بر اساس ماهیت انرژی ساطع شده، لیزرهای پالسی و لیزرهای با تابش پیوسته متمایز می شوند. مفاهیم لیزر پالسی و لیزر با مدولاسیون فرکانس تابش پیوسته نباید اشتباه گرفته شود، زیرا در مورد دوم اساساً ما تابش متناوب فرکانس های مختلف را دریافت می کنیم. لیزرهای پالسی دارای قدرت بالایی در یک پالس هستند که به 10 وات می رسد، در حالی که توان پالس متوسط ​​آنها که با فرمول های مربوطه تعیین می شود، نسبتاً کم است. برای لیزرهای مدوله شده با فرکانس پیوسته، توان به اصطلاح پالس کمتر از توان تابش پیوسته است.

بر اساس میانگین توان خروجی تابش (ویژگی طبقه بندی بعدی)، لیزرها به دو دسته تقسیم می شوند:

· انرژی بالا (چگالی شار توان تشعشع تولید شده روی سطح یک جسم یا جسم بیولوژیکی بیش از 10 W/cm2 است).

· انرژی متوسط ​​(چگالی شار توان تشعشع تولید شده - از 0.4 تا 10 W/cm2)؛

· کم انرژی (چگالی شار توان تشعشع تولید شده کمتر از 0.4 W/cm2 است).

· نرم (تابش انرژی تولید شده - E یا چگالی شار توان روی سطح تابش شده - تا 4 mW/cm2).

· متوسط ​​(E - از 4 تا 30 mW/cm2)؛

· سخت (E - بیش از 30 mW/cm2).

بر اساس "هنجارها و قوانین بهداشتی طراحی و عملکرد لیزرهای شماره 5804-91" لیزرها با توجه به درجه خطر تشعشعات تولید شده برای پرسنل عملیاتی به چهار کلاس تقسیم می شوند.

لیزرهای درجه یک عبارتند از: دستگاه های فنیتابش خروجی همسو شده (محصور در یک زاویه جامد محدود) که در هنگام تابش چشم و پوست انسان خطری ندارد.

لیزرهای درجه دو دستگاه هایی هستند که تابش خروجی آنها در هنگام تابش اشعه مستقیم و انعکاس شده به چشم ها خطری را به همراه دارد.

لیزرهای کلاس سوم دستگاه هایی هستند که تابش خروجی آنها در هنگام تابش چشم با تابش مستقیم و انعکاسی خاص و همچنین تابش پراکنده منعکس شده در فاصله 10 سانتی متری از سطح بازتابنده منتشر و (یا) هنگام تابش به پوست خطر ایجاد می کند. تشعشعات مستقیم و منعکس شده به طور خاص

لیزرهای کلاس 4 دستگاه‌هایی هستند که تابش خروجی آنها هنگامی که پوست با تابش پراکنده منعکس شده در فاصله 10 سانتی‌متری از سطح بازتابنده پراکنده تحت تابش قرار می‌گیرد، خطری ایجاد می‌کند.

گاهی اوقات می توانید از چیزهای غیرضروری که در خانه ذخیره می شود، چیزی واقعا باورنکردنی و مفید بسازید. آیا یک درایو قدیمی DVD-RW (رایتر) در خانه دارید؟ ما به شما خواهیم گفت که چگونه یک لیزر قدرتمند در خانه بسازید و عناصر را از آن قرض بگیرید.

اقدامات احتیاطی ایمنی

وسیله ای که در نهایت به آن دست پیدا می کنیم یک اسباب بازی بی ضرر نیست! قبل از ساختن لیزر، مراقب ایمنی خود باشید: وارد شدن پرتو به چشم برای شبکیه مضر است، به خصوص اگر اختراع قدرتمند باشد. بنابراین، به شما توصیه می کنیم که تمام کارها را با عینک ایمنی مخصوص انجام دهید تا در صورت بروز مشکل و هدایت اشتباهی اشعه لیزر به چشمان خود یا دوستان، بینایی شما را نجات دهد.

هنگام استفاده از لیزر در آینده، این اقدامات ایمنی ساده را به خاطر بسپارید:

• پرتو لیزر را به سمت اجسام قابل اشتعال یا انفجاری هدایت نکنید.
• به سطوح بازتابنده (شیشه، آینه) نتابید.
• حتی پرتو لیزری که از فاصله 100 متری پرتاب می شود، برای شبکیه چشم انسان و حیوانات خطرناک است.

کار با ماژول لیزر

اصلی ترین چیزی که ما نیاز داریم یک درایو نوشتن است. توجه داشته باشید که هر چه سرعت نوشتن بیشتر باشد، لیزر دی وی دی ما قدرتمندتر خواهد بود. ناگفته نماند که پس از برداشتن ماژول لیزر، تجهیزات از کار می افتد، بنابراین فقط دستگاهی را جدا کنید که دیگر نیازی به آن ندارید.

حالا بیایید شروع کنیم:

بخش اول کار ما پشت سر ماست. بیایید به مرحله مهم بعدی برویم.

مونتاژ مدار دستگاه

ما برای کنترل قدرت دستگاه خود به مدار نیاز داریم. در غیر این صورت، در اولین استفاده از آن به سادگی می سوزد. در زیر یک نقاشی برای لیزر خواهید دید.

مناسب برای دستگاه ما نصب دیواری. حالا بیایید به تامین نیرو برای لیزری که خودمان ساخته ایم برویم.

منبع تغذیه دستگاه

حداقل به باتری های قدیمی 3.7 V نیاز داریم تلفن های همراه، باتری های قلمی. فقط باید آنها را به صورت موازی با یکدیگر وصل کنید. برای بررسی عملکرد یک دستگاه یا یک نشانگر لیزری ثابت، منبع تغذیه تثبیت شده مناسب است.

در این مرحله می توانید از قبل عملکرد دستگاه را تست کنید. آن را به سمت دیوار، زمین بگیرید و برق را روشن کنید. شما باید یک دسته از رنگ مایل به قرمز روشن را ببینید. در تاریکی مانند یک چراغ قوه مادون قرمز قدرتمند به نظر می رسد.

می بینید که درخشش از لیزر دور است: پرتو بسیار گسترده است. او فقط التماس می کند که متمرکز باشد. این همان کاری است که در آینده انجام خواهیم داد.

لنز برای فوکوس کردن پرتو لیزر

برای تنظیم فاصله کانونی، می توانید از یک لنز قرض گرفته شده از همان درایو DVD-RW استفاده کنید.

اکنون دستگاه را دوباره به برق وصل کنید و نور آن را از طریق این لنز به هر سطحی هدایت کنید. کار کرد؟ سپس بیایید به ادامه مطلب برویم مرحله نهاییکار - قرار دادن تمام عناصر در یک محفظه سفت و سخت.

ساخت کیس

بسیاری از افراد هنگام مشاوره در مورد نحوه ساخت لیزر می گویند که ساده ترین راه این است که ماژول را در محفظه یک چراغ قوه کوچک یا یک نشانگر لیزری چینی قرار دهید. جایی که، اتفاقا، قبلاً یک لنز وجود دارد. اما اگر یکی یا دیگری را در دست ندارید، بیایید به وضعیت نگاه کنیم.

گزینه دیگر قرار دادن عناصر در آن است پروفیل آلومینیومی. می توان آن را به راحتی با اره برقی اره کرد و با انبردست مدل کرد. در اینجا می توانید یک کوچک اضافه کنید باتری AA. عکس زیر شما را راهنمایی می کند که چگونه این کار را انجام دهید.

مطمئن شوید که تمام تماس ها را عایق بندی کنید. مرحله بعدی ثابت کردن لنز در بدن است. ساده ترین راه برای اتصال آن به پلاستیک است - به این ترتیب می توانید مطلوب ترین موقعیت را تنظیم کنید. در برخی موارد به دست می آید بهترین اثر، اگر لنز را با سمت محدب به دیود لیزر بچرخانید.

لیزر را روشن کنید و وضوح پرتو را تنظیم کنید. پس از به دست آوردن نتایج رضایت بخش، لنز را در محفظه قفل کنید. سپس آن را کاملاً ببندید، مثلاً آن را با نوار برقی محکم بپیچید.

نحوه ساخت لیزر: یک راه جایگزین

ما یک مورد دیگر، چندین مورد را به شما پیشنهاد خواهیم کرد راه عالیساخت لیزر خانگی با قدرت بالا به موارد زیر نیاز خواهید داشت:

• درایو DVD-RW با سرعت نوشتن 16 برابر یا بیشتر.
• سه عدد باتری قلمی.
• خازن های 100 mF و 100 pF.
• مقاومت 2 تا 5 اهم
• سیم ها
• آهن لحیم کاری.
• نشانگر لیزری (یا هر کولیماتور دیگر - این نام ماژول با یک لنز است).
• فانوس استیل ال ای دی.

حال بیایید ببینیم چگونه با استفاده از این روش لیزر بسازیم:

1. با استفاده از روشی که قبلاً توضیح داده شد، ماژول لیزری که در کالسکه دستگاه قرار دارد را از درایو جدا کنید. فراموش نکنید که با پیچاندن خروجی ها با سیم نازک یا پوشیدن یک مچ بند ضد الکتریسیته ساکن از آن در برابر ولتاژ ساکن محافظت کنید.
2. طبق نمودار بالا، درایور را لحیم کنید - بردی که محصول خانگی ما را به توان مورد نیاز خروجی می دهد. توجه زیادی به حفظ قطبیت داشته باشید تا به دیود حساس لیزر آسیبی وارد نشود.
3. در این مرحله عملکرد درایور تازه مونتاژ شده را بررسی خواهیم کرد. اگر ماژول لیزر از مدلی با سرعت 16 برابر باشد، جریان 300-350 میلی آمپر برای آن کافی خواهد بود. اگر بالاتر (تا 22 برابر)، سپس در 500 میلی آمپر توقف کنید.
4. هنگامی که مطمئن شدید که درایور مناسب است، باید آن را در محفظه قرار دهید. این می تواند پایه یک نشانگر لیزری چینی با یک لنز داخلی باشد یا بدنه مناسب تر از یک چراغ قوه LED.

تست لیزر

و در اینجا دلیل علاقه شما به نحوه ساخت لیزر است. بیایید به آزمایش عملی دستگاه برویم. تحت هیچ شرایطی نباید آن را در خانه انجام دهید - فقط در خیابان، دور از آتش و اشیاء انفجاری، ساختمان ها، چوب مرده، انبوه زباله و غیره.

پس بیایید شروع کنیم:

• یک ورق کاغذ را روی آسفالت، سنگ، آجر قرار دهید. یک پرتو لیزر با فوکوس خوب را به سمت آن بگیرید. خواهید دید که پس از مدتی برگ شروع به دود شدن می کند و سپس کاملاً آتش می گیرد.
• حالا بیایید به پلاستیک برویم - همچنین تحت تأثیر پرتو لیزر شروع به دود کردن می کند. ما انجام چنین آزمایشاتی را برای مدت طولانی توصیه نمی کنیم: محصولات احتراق این ماده بسیار سمی هستند.
• بیشتر تجربه جالب- با تخته سه لا، تخته تخت. با لیزر متمرکز می‌توانید کتیبه یا طرح خاصی را روی آن بسوزانید.

لیزر خانگی مطمئنا یک کار ظریف و یک اختراع دمدمی مزاج است. بنابراین، کاملاً ممکن است که کاردستی شما به زودی از کار بیفتد، زیرا شرایط نگهداری و عملیات خاصی برای آن مهم است که در خانه قابل ارائه نیست. قوی ترین لیزرها که به راحتی فلز را برش می دهند، به طور طبیعی فقط در آزمایشگاه های تخصصی قابل دستیابی هستند. با این حال، یک وسیله معمولی نیز بسیار خطرناک است - از فاصله دور به چشم یک شخص یا حیوان یا یک جسم قابل اشتعال در نزدیکی آن هدف قرار می گیرد.