Laser za rezanje ?perplo?e uradi sam: tehnolo?ke karakteristike i osnovni strukturni elementi. Kako napraviti mo?an laser vlastitim rukama, video Laser gori kroz metal

Sve fotografije iz ?lanka

Je li te?ko sastaviti ma?inu za lasersko rezanje ?perplo?e vlastitim rukama? Koji se problemi mogu o?ekivati u razli?itim fazama implementacije projekta? Koju opremu ?ete morati kupiti? U ?lanku ?emo poku?ati prona?i odgovore na ova pitanja.

Prednosti i mane laserskog rezanja

Prilikom realizacije bilo kojeg velikog projekta uvijek se postavlja pitanje njegove svrsishodnosti. Poku?at ?emo pomo?i ?itatelju da na njega samostalno odgovori.

Prednosti

Ure?aj za lasersko rezanje ?perplo?e u praksi mo?e raditi ne samo s njim. Na listi prera?enih materijala nalaze se ko?a, tkanine, pleksiglas, plastika, jednom rije?ju svi materijali koji imaju nisku toplinsku provodljivost i relativno nisku temperaturu sagorijevanja;
Zahvaljuju?i CNC-u, ma?ina ?e vam omogu?iti da se?ete sa najve?om precizno??u, stvaranje detaljnih kontura;
Njegove mogu?nosti nisu ograni?ene na o?tre. Strojevi za lasersko rezanje ?perplo?e prili?no su sposobni obavljati funkcije gravera. Promjenom brzine ko?ije i snage snopa, mogu stvoriti slo?ene slike s prijelazima tonova;
Fokusiranjem zraka ?irina reza se mo?e svesti na minimum- od 1/100 mm, ?to opet ima pozitivan u?inak na to?nost izrade dijelova ili detaljnost slike nanesene na radni komad.

Problemi

Naravno, ni bez njih ne?e pro?i:

Cijena kupljene opreme ne?e biti jeftina. Najpopularnije rje?enje za jeftine doma?e gravere - laserska dioda izvu?ena iz DVD snima?a - kategori?ki nije pogodna za rezanje ?perplo?e zbog svoje male snage. Minimalna snaga lasera za rezanje ?perplo?e je 20 vati; sa bilo kojom zna?ajnom debljinom materijala, bolje je pove?ati na 40 - 80;

Referenca: laserska cijev uglji?nog dioksida takve snage, kada se naru?i direktno od kineskih proizvo?a?a, ko?tat ?e kupca 15-20 tisu?a rubalja po trenutnom te?aju. Tro?kovi slo?enog i skupog sistema fokusiranja, DSP kontrolera, drajvera kora?nog motora i kolica ?e biti dodati na cijenu lasera.

?ivotni ciklus cijevi je od 3 do 8 hiljada sati, nakon ?ega ga treba zamijeniti;
Laseru je potrebno te?no hla?enje. U industrijskim uslovima u tu svrhu koristi se rashladno postrojenje koje radi na principu toplotne pumpe - chiller. Minimalni tro?ak takve jedinice je 35 - 45 hiljada rubalja;

Me?utim: uz kratko trajanje rada, mo?ete se sna?i sa rezervoarom kapaciteta 80 - 100 litara i pumpom za vodu koja ?e pumpati njen sadr?aj kroz cevni omota?.

CNC podrazumijeva prisustvo ne samo posebnog softvera, ali i skice konture proizvedenog proizvoda. Crte?e za lasersko rezanje ?perplo?e nije tako lako prona?i; njihova samostalna izgradnja ?e trajati jako dugo;
Kona?no, rezanje materijala se vr?i zbog njegovog brzog zagrijavanja i isparavanja. U ovom slu?aju, rubovi reza su neizbje?no ugljenisani, a prostorija je ispunjena dimom. Ako je tako, morat ?ete dizajnirati zatvoreno ku?i?te s prozirnim poklopcem i intenzivnim sistemom prisilne ventilacije.

Dizajn

Dakle, kako radi doma?i laser za rezanje ?perplo?e?

Osnova kreveta je aluminijska profesionalna cijev dimenzija 40x60, pri?vr??ena kutom za namje?taj i samoreznim vijcima za metal. Ku?i?te je sastavljeno od jeftine laminirane iverice - ne do?ivljava zna?ajna optere?enja tokom rada.

Napomena: 12-voltna LED traka je pokrenuta oko perimetra ku?i?ta. Pozadinsko osvetljenje ?e vam omogu?iti da vizuelno kontroli?ete proces rezanja.

Vodilice su pri?vr??ene direktno na cijevi okvira, osiguravaju?i kretanje kolica du? popre?ne ose.

Uzdu?na cijev s jo? jednom vodilicom pri?vr??ena je na kolica - ve? ispod nosa?a, ?to omogu?ava direktno kretanje glave.

A evo i same laserske glave za rezanje ?perplo?e. Folija se koristi za zaptivanje spoja cijevi sa fitingom.

Kao pogon kolica koriste se kora?ni motori sa remenskim pogonom i mjenja?em. Mogu se ukloniti sa neispravnog skenera ili inkjet ?tampa?a sa beznade?no suvim mlaznicama.

Upotreba dva pogona na kolicima koja pomi?u glavu du? popre?ne ose stvorila bi problem njihove ta?ne sinhronizacije. Umjesto toga, kora?ni motor s jednim zup?anikom i osovina koja se prote?e kroz cijeli hod glave koriste se kako bi se osiguralo sinhrono kretanje oba nosa?a.

Na fotografiji - poklopac ma?ine.

Masivni poklopac je tako?er izra?en od iverice; Ona koristi liftove za name?taj. Izme?u poklopca i ku?i?ta postoji mali razmak koji osigurava protok zraka; odvod dima je raspore?en odozdo.

U posebnom odeljku se nalazi napajanje, drajver kora?nog motora i DSP kontroler koji kontroli?e ma?inu.

Laserska cijev se postavlja pomo?u plasti?nih zatvara?a koji vam omogu?avaju promjenu polo?aja. Pored njega je cijev za hla?enje vodom. Voda se pumpa kroz njega pomo?u pumpe male snage za ku?nu fontanu.

Hla?enje je organizirano pomo?u konvencionalne plasti?ne boce vode od 100 litara.

Korisne sitnice

Za kraj, nekoliko malih savjeta za vlasnika doma?eg gravera:

Koristi se za rezanje. Uputa se odnosi na ?injenicu da smolasto crnogori?no drvo brzo zamrlja dno i zidove radnog odjeljka smolom koja se natalo?ila na njih;
Pratite stanje ogledala u radnom odeljku.?a? talo?ena na njemu mo?e dovesti do pada snage fokusiranog snopa i pregrijavanja samog ogledala;
Dr?ite ruke i o?i dalje od linije izme?u cijevi i ogledala.?ak i bez fokusiranja, uski snop snage 20 vati ili vi?e mo?e uzrokovati te?ke opekotine i potpuni gubitak vida.

Ovaj trag je ostavio snop snage 10 vati. Vrijeme ekspozicije je 0,5 sekundi.

Zaklju?ak

Kao ?to vidite, opremu za lasersko rezanje ?perplo?e mo?ete napraviti sami; me?utim, tro?kovi i vrijeme ?e biti veoma zna?ajni.

Kao i uvijek, dodatni tematski materijali ?e ?itatelju ponuditi video u ovom ?lanku. Bit ?e nam drago vidjeti va?e komentare i sugestije u komentarima. Sretno!

Kada bude potrebno rezati metalni lim u doma?instvu, onda ne mo?ete bez laserskog reza?a, sastavljenog vlastitim rukama.

Drugi ?ivot jednostavnih stvari

Ku?ni majstor ?e uvijek na?i upotrebu ?ak i za one stvari koje su postale neupotrebljive. Dakle, stari laserski pokaziva? mo?e prona?i drugi ?ivot i pretvoriti se u laserski reza?. Da biste ovu ideju o?ivjeli, trebat ?e vam:

Laserski pokaziva?.
Baklja.
Baterije (bolje je uzeti punjive baterije).
CD/DVD-RW pisa? sa drajvom sa radnim laserom.
Lemilica.
Odvija?i u setu.

Rad po?inje uklanjanjem laserskog reza?a iz pogona. Ovo je mukotrpan posao koji zahtijeva maksimalnu pa?nju. Kada skidate gornje zatvara?e, mo?ete nai?i na ko?iju s ugra?enim laserom. Mo?e se kretati u dva smjera. Nosa? se mora ukloniti s posebnom pa?njom, svi odvojivi ure?aji i vijci se pa?ljivo uklanjaju. Zatim morate ukloniti crvenu diodu koja gori. Ovaj rad se mo?e obaviti lemilom. Treba napomenuti da ovaj va?an detalj zahtijeva pove?anu pa?nju. Ne preporu?uje se tresti ili ispu?tati.

Za pove?anje snage laserskog reza?a u pripremljenom pokaziva?u potrebno je zamijeniti "nativnu" diodu onom koja je uklonjena iz rekordera.

Pokaziva? treba dosljedno i pa?ljivo rastavljati. Razmotava se i dijeli na komade. Dio koji treba zamijeniti nalazi se na vrhu. Ako ga je te?ko ukloniti, mo?ete si pomo?i no?em, lagano protresaju?i pokaziva?. Na mjesto "nativne" diode postavlja se nova. Mo?ete ga popraviti ljepilom.

Sljede?a faza radova je izgradnja nove zgrade. Tu dobro do?e stara baterijska lampa. Zahvaljuju?i njemu, bit ?e zgodno koristiti novi laser, spojiti ga na napajanje. Pobolj?ani krajnji dio pokaziva?a ugra?en je u tijelo svjetiljke. Zatim se napajanje spaja na diodu iz baterija. Prilikom povezivanja, vrlo je va?no pravilno postaviti polaritet. Prije sastavljanja svjetiljke potrebno je ukloniti staklo i preostale dijelove pokaziva?a tako da ni?ta ne ometa direktnu putanju laserskog zraka.

Prije upotrebe montirane jedinice vlastitim rukama, potrebno je jo? jednom provjeriti da li je laser ?vrsto fiksiran i ravnomjerno postavljen, da li je polaritet ?ica ispravno spojen.

Ako je sve ura?eno kako treba, ure?aj se mo?e koristiti. Bi?e te?ko raditi na metalu, jer ure?aj ima malu snagu, ali je sasvim mogu?e izgorjeti papir, polietilen ili ne?to sli?no.

Povratak na indeks

napredni model

Mo?e se izraditi sna?niji doma?i laserski reza?. Za rad je potrebno pripremiti:

CD/DVD-RW snima? (mo?e se koristiti neradni model).
Otpornici 2-5 Ohm.
Baterije.
Kondenzatori 100 pF i 100 mF.
?ice.
Lemilica.
kolimator.
LED lampa u ?eli?nom ku?i?tu.

Od ovih komponenti sastavlja se drajver koji ?e reza?ima osigurati potrebnu snagu kroz plo?u. Treba imati na umu da izvor struje nije direktno povezan s diodom. U suprotnom, on ?e pasti u potpuno zapu?teno stanje. Napajanje mo?ete spojiti samo preko balastnog otpornika.

Tijelo sa so?ivom djeluje kao kolimator. Ona je ta koja ?e sakupiti zrake u jedan snop. Ovaj dio se mo?e kupiti u specijaliziranoj trgovini. Detalj je dobar po tome ?to pru?a uti?nicu za monta?u laserske diode.

Ovaj laser je proizveden na isti na?in kao i prethodni model. Tokom rada potrebno je koristiti antistati?ke narukvice koje vam omogu?avaju uklanjanje stati?kog napona sa laserske diode. Ako nije mogu?e kupiti takve narukvice, mo?e se koristiti tanka ?ica koja se mora namotati oko diode. Zatim mo?ete nastaviti sa izradom drajvera.

Mnogi od vas su vjerovatno ?uli da je kod ku?e sasvim mogu?e napraviti laserski pokaziva? ili ?ak reznu zraku koriste?i jednostavne alate pri ruci, ali malo ljudi zna kako sami napraviti laser. Prije nego ?to po?nete raditi na njemu, obavezno se upoznajte sa sigurnosnim mjerama opreza.

Laser Safety Rules

Nepravilna upotreba snopa, posebno velike snage, mo?e rezultirati materijalnim o?te?enjem, kao i te?kom ?tetom po Va?e zdravlje ili zdravlje ljudi u blizini. Stoga, prije testiranja vlastite kopije, zapamtite sljede?a pravila:

Uvjerite se da u prostoriji za testiranje nema ?ivotinja ili djece.
Nikada nemojte usmjeravati zrake prema ?ivotinjama ili ljudima.
Koristite za?titne nao?ale, kao ?to su nao?ale koje se koriste za zavarivanje.
Zapamtite da ?ak i reflektirani snop mo?e o?tetiti va? vid. Nikada ne sijajte laserom u o?i.
Nemojte koristiti laser za paljenje predmeta dok ste u zatvorenom prostoru.

Najjednostavniji laser iz kompjuterskog mi?a

Ako vam je laser potreban samo iz zabave, dovoljno je znati kako napraviti laser kod ku?e od mi?a. Njegova snaga ?e biti sasvim neznatna, ali ne?e biti te?ko napraviti. Sve ?to vam treba je kompjuterski mi?, mali lemilica, baterije, ?ice i prekida? za ga?enje.

Prvo, mi? se mora rastaviti. Va?no je da ih ne razbijete, ve? pa?ljivo odmotate i uklonite redom. Prvo gornji, a zatim donji poklopac. Zatim, pomo?u lemilice, morate ukloniti laser mi?a s plo?e i zalemiti nove ?ice na njega. Sada ih ostaje spojiti na prekida? za isklju?ivanje i spojiti ?ice na kontakte baterije. Baterije se mogu koristiti bilo koje vrste: i prstne i takozvane pala?inke.

Dakle, najjednostavniji laser je spreman.

Ako vam slab snop nije dovoljan, a zanima vas kako napraviti laser kod ku?e od improviziranih sredstava s dovoljno velikom snagom, onda biste trebali poku?ati na slo?eniji na?in da ga napravite, koriste?i DVD-RW pogon.

Za posao ?e vam trebati:

DVD-RW drajv (brzina snimanja mora biti najmanje 16x);
AAA baterija, 3 kom.;
otpornik (od dva do pet oma);
kolimator (mo?ete ga zamijeniti dijelom od jeftinog kineskog laserskog pokaziva?a);
kondenzatori 100 pF i 100 mF;
?eli?na LED lampa;
?ice i lemilica.

Napredak rada:

Prvo ?to nam treba je laserska dioda. Nalazi se u nosa?u DVD-RW drajva. Ima ve?i hladnjak od konvencionalne infracrvene diode. Ali budite oprezni, ovaj dio je vrlo krhak. Dok dioda nije instalirana, najbolje je o?i?iti njen vod, jer je previ?e osjetljiv na stati?ki napon. Obratite posebnu pa?nju na polaritet. Ako napajanje nije ispravno, dioda ?e odmah otkazati.

Spojite dijelove na sljede?i na?in: bateriju, dugme za uklju?ivanje/isklju?ivanje, otpornik, kondenzatore, lasersku diodu. Kada je izvedba dizajna provjerena, ostaje samo smisliti prikladnu kutiju za laser. Za ove svrhe prili?no je prikladno ?eli?no ku?i?te od konvencionalne svjetiljke. Ne zaboravite i na kolimator, jer on pretvara zra?enje u tanak snop.

Sada kada znate kako napraviti laser kod ku?e, ne zaboravite slijediti sigurnosne mjere, ?uvajte ga u posebnoj kutiji i nemojte ga nositi sa sobom, jer agencije za provo?enje zakona mogu tvrditi o tome.

Pogledajte video: Laser s DVD ure?aja kod ku?e i vlastitim rukama

Laserski reza? je jedinstveni ure?aj koji je korisno imati u gara?i svakog modernog ?ovjeka. Izrada lasera za rezanje metala vlastitim rukama nije te?ka, glavna stvar je slijediti jednostavna pravila. Snaga takvog ure?aja bit ?e mala, ali postoje na?ini da se pove?a pomo?u improviziranih ure?aja. Funkcionalnost proizvodnog stroja, koji bez uljep?avanja mo?e sve, ne mo?e se posti?i doma?im radom. Ali za ku?ne poslove, ova jedinica ?e vam dobro do?i. Hajde da vidimo kako da ga izgradimo.

Kako napraviti laserski reza? u gara?i

Sve je genijalno jednostavno, pa da napravite takvu opremu koja mo?e izrezati najljep?e ?are u jakim ?elicima, mo?ete je napraviti od obi?nih materijala pri ruci. Za proizvodnju ?e vam svakako trebati stari laserski pokaziva?. Osim toga, nabavite zalihe:

Lampa napajana punjivim baterijama.
Stari DVD-ROM iz kojeg trebamo izdvojiti matricu laserskog pogona.
Set lemilice i odvija?a.

Prvi korak je rastavljanje disk jedinice starog ra?unara. Odatle bismo trebali ukloniti ure?aj. Pazite da ne o?tetite sam ure?aj. Disk drajv mora biti pisac, a ne samo ?ita?, stvar je u strukturi matrice ure?aja. Sada ne?emo ulaziti u detalje, ve? samo koristiti moderne neradne modele.

Nakon toga ?ete svakako morati ukloniti crvenu diodu koja spaljuje disk dok na njega upisujete informacije. Upravo smo uzeli lemilicu i odlemili pri?vr??iva?e ove diode. Samo ga ne bacaj. Ovo je osjetljiv element koji, ako se o?teti, mo?e brzo propasti.

Prilikom sastavljanja samog laserskog reza?a uzmite u obzir sljede?e:

Gdje je najbolje ugraditi crvenu diodu
Kako ?e se napajati elementi cijelog sistema?
Kako ?e struja te?i u dijelu.

Zapamtite! Dioda koja ?e izvr?iti spaljivanje zahtijeva mnogo vi?e elektri?ne energije od elemenata pokaziva?a.

Rje?enje ove dileme je jednostavno. Dioda iz pokaziva?a je zamijenjena crvenim svjetlom iz pogona. Pokaziva? treba da rastavite s istom pa?njom kao i pogon, o?te?enje konektora i dr?a?a ?e vam uni?titi budu?nost vlastitim rukama. Kada to uradite, mo?ete po?eti da pravite ku?i?te.

Da biste to u?inili, trebat ?e vam baterijska lampa i punjive baterije koje ?e napajati laserski reza?. Zahvaljuju?i baterijskoj lampi, dobi?ete prakti?an i kompaktan predmet koji ne zauzima puno prostora u va?em domu. Klju? za opremu takvog ku?i?ta je odabir ispravnog polariteta. Za?titno staklo se skida sa nekada?nje baterijske lampe tako da ne predstavlja prepreku usmjerenom snopu.

Sljede?i korak je napajanje same diode. Da biste to u?inili, morate ga spojiti na punjenje baterije po?tuju?i polaritet. Na kraju provjerite:

Pouzdanost fiksacije ure?aja u stezaljkama i stezaljkama;
Polaritet ure?aja;
smjer snopa.

Zavrnite nepreciznosti, a kada je sve spremno, mo?ete sebi ?estitati na uspje?no obavljenom poslu. Reza? je spreman za upotrebu. Jedina stvar koju treba zapamtiti je da je njegova snaga mnogo manja od snage njegovog proizvodnog kolege, tako da ne mo?e podnijeti previ?e debeli metal.

Pa?ljivo! Snaga ure?aja je dovoljna da na?kodi va?em zdravlju, stoga budite oprezni pri radu i poku?ajte da ne gurnete prste ispod zraka.

Ja?anje doma?e instalacije

Da biste pobolj?ali snagu i gusto?u grede, koja je glavni rezni element, trebate pripremiti:

2 "kondera" za 100 pF i mF;
Otpor na 2-5 oma;
3 punjive baterije;
kolimator.

Instalaciju koju ste ve? sastavili mo?ete oja?ati kako biste dobili dovoljno snage u svakodnevnom ?ivotu za bilo koji rad s metalom. Kada radite na poja?anju, zapamtite da ?e uklju?ivanje va?eg reza?a direktno u uti?nicu biti samoubila?ko za njega, tako da morate paziti da struja prvo udari u kondenzatore, a zatim se preda baterijama.

Dodavanjem otpornika mo?ete pove?ati snagu va?e instalacije. Da biste dodatno pove?ali efikasnost va?eg ure?aja, koristite kolimator koji je montiran za prikupljanje zraka. Takav model se prodaje u bilo kojoj trgovini za elektri?ara, a cijena se kre?e od 200 do 600 rubalja, tako da ga nije te?ko kupiti.

Nadalje, shema monta?e se izvodi na isti na?in kao ?to je gore opisano, samo aluminijska ?ica treba biti namotana oko diode kako bi se uklonila statika. Nakon toga morate izmjeriti ja?inu struje, za koju se uzima multimetar. Oba kraja ure?aja su spojena na preostalu diodu i mjerena. Ovisno o va?im potrebama, mo?ete podesiti o?itanja od 300mA do 500mA.

Nakon ?to je trenutna kalibracija obavljena, mo?ete pre?i na estetsku dekoraciju va?e baklje. Za ku?i?te, stara ?eli?na baterijska lampa sa LED diodama ?e biti sasvim dobra. Kompaktan je i staje u va? d?ep. Kako biste sprije?ili da se so?ivo zaprlja, obavezno nabavite futrolu.

Gotov reza? ?uvajte u kutiji ili kutiji. Pra?ina ili vlaga ne smiju u?i tamo, ina?e ?e ure?aj biti onemogu?en.

Koja je razlika izme?u gotovih modela

Cijena je glavni razlog za?to mnogi majstori pribjegavaju izradi vlastitog laserskog reza?a. A princip rada je sljede?i:

Zbog stvaranja usmjerenog laserskog snopa, metal je pogo?en
Sna?no zra?enje uzrokuje da materijal ispari i iza?e pod snagom struje.
Kao rezultat toga, zahvaljuju?i malom promjeru laserskog snopa, dobiva se visokokvalitetan rez radnog komada.

Dubina rezanja ovisit ?e o snazi komponenti. Ako su tvorni?ki modeli opremljeni visokokvalitetnim materijalima koji pru?aju dovoljan indikator dubine. Tada se doma?i modeli mogu nositi s padom od 1-3 cm.

Zahvaljuju?i takvim laserskim sistemima, mo?ete napraviti jedinstvene uzorke u ogradi privatne ku?e, pribor za ukra?avanje kapija ili ograda. Postoje samo 3 vrste reza?a:

?vrsto stanje. Princip rada vezan je za upotrebu posebnih vrsta stakla ili kristala LED opreme. To su jeftine proizvodne jedinice koje se koriste u proizvodnji.
Vlakna. Zahvaljuju?i upotrebi opti?kih vlakana, mo?e se posti?i sna?an protok i dovoljna dubina rezanja. Oni su analozi solidnih modela, ali su zbog svojih mogu?nosti i karakteristika performansi bolji. Ali i skuplji.
Gas. Iz naziva je jasno da se za rad koristi gas. To mo?e biti du?ik, helijum, uglji?ni dioksid. Efikasnost takvih ure?aja je 20% ve?a od svih prethodnih. Koriste se za rezanje, zavarivanje polimera, gume, stakla, pa ?ak i metala sa vrlo visokim nivoom toplotne provodljivosti.

U svakodnevnom ?ivotu mo?ete dobiti samo solid-state laserski reza? bez dodatnih tro?kova, ali njegova snaga, uz odgovaraju?e poja?anje, o ?emu je gore bilo rije?i, dovoljna je za obavljanje ku?anskih poslova. Sada imate znanje o proizvodnji takvog ure?aja, a onda samo djelujte i poku?ajte.

Imate li iskustva u razvoju laserskog reza?a za metal vlastitim rukama? Podijelite s ?itateljima ostavljaju?i komentar ispod ovog ?lanka!

Ko u djetinjstvu nije sanjao laser? Neki mu?karci jo? sanjaju. Obi?ni laserski pokaziva?i male snage vi?e nisu relevantni, jer njihova snaga ostavlja mnogo da se po?eli. Preostala su 2 na?ina: kupite skupi laser ili ga napravite kod ku?e iz improviziranih sredstava.

Sa starog ili pokvarenog DVD ure?aja
Od kompjuterskog mi?a i baterijske lampe
Iz kompleta dijelova kupljenih u prodavnici elektronike

Kako napraviti laser kod ku?e od starogDVDvoziti

Prona?ite neispravan ili ne?eljeni DVD ure?aj sposoban za snimanje pri brzinama ve?im od 16x koji daje vi?e od 160 mW snage. Za?to ne mo?ete uzeti CD snima?, pitate se. ?injenica je da njegova dioda emituje infracrveno svjetlo koje nije vidljivo ljudskom oku.
Uklonite lasersku glavu sa drajva. Da biste pristupili „unutra?njosti“, odvrnite zavrtnje koji se nalaze na dnu drajva i uklonite lasersku glavu, koja je tako?e pri?vr??ena zavrtnjima. Mo?e biti u ljusci ili ispod prozirnog prozora, a mo?da ?ak i napolju. Najte?e je izvu?i samu diodu iz njega. Pa?nja: dioda je vrlo osjetljiva na stati?ki elektricitet.
Nabavite so?ivo bez kojeg ?e kori?tenje diode biti nemogu?e. Mo?ete koristiti obi?nu lupu, ali onda ga svaki put morate okretati i pode?avati. Ili mo?ete kupiti drugu diodu zajedno sa so?ivom, a zatim je zamijeniti diodom koja je uklonjena iz pogona.
Zatim morate kupiti ili sastaviti krug za napajanje diode i sastaviti strukturu zajedno. U diodi DVD pogona, sredi?nji pin djeluje kao negativni terminal.
Pove?ite odgovaraju?e napajanje i fokusirajte objektiv. Ostaje samo prona?i odgovaraju?i spremnik za laser. Za ove svrhe mo?ete koristiti metalnu baterijsku lampu, odgovaraju?e veli?ine.
Preporu?ujemo da pogledate ovaj video, gdje je sve detaljno prikazano:

Kako napraviti laser od kompjuterskog mi?a

Snaga lasera napravljenog od kompjuterskog mi?a bit ?e mnogo manja od snage lasera napravljenog na prethodni na?in. Proces proizvodnje se ne razlikuje mnogo.

Prije svega, prona?ite stari ili ne?eljeni mi? s vidljivim laserom bilo koje boje. Mi?evi s nevidljivim sjajem ne?e raditi iz o?iglednih razloga.
Zatim ga pa?ljivo rastavite. Unutra ?ete primijetiti laser koji ?ete morati zalemiti lemilom.
Sada ponovite korake 3-5 iz gornjih uputstava. Razlika izme?u ovakvih lasera, ponavljamo, je samo u snazi.

Svako od nas je u rukama dr?ao laserski pokaziva?. Unato? dekorativnosti aplikacije, sadr?i pravi laser, sastavljen na bazi poluvodi?ke diode. Isti elementi se ugra?uju na laserske nivoe i.

Sljede?i popularni proizvod baziran na poluprovodnicima je DVD snima? va?eg ra?unara. Ima sna?niju lasersku diodu sa termi?kom destruktivnom snagom.

Ovo vam omogu?ava da snimite sloj diska, stavljaju?i zapise sa digitalnim informacijama na njega.

Kako radi poluprovodni?ki laser?

Ure?aji ove vrste su jeftini za proizvodnju, dizajn je prili?no masivan. Princip rada laserskih (poluvodi?kih) dioda zasniva se na upotrebi klasi?nog p-n spoja. Takav prijelaz funkcionira kao kod konvencionalnih LED dioda.

Razlika u organizaciji zra?enja: LED diode emituju "spontano", a laserske diode "prisilno".

Op?ti princip formiranja takozvane "populacije" kvantnog zra?enja vr?i se bez ogledala. Rubovi kristala se mehani?ki odcjepljuju, stvaraju?i efekat prelamanja na krajevima, sli?no povr?ini zrcala.

Da bi se dobile razli?ite vrste zra?enja, mo?e se koristiti "homospojnica", kada su oba poluprovodnika ista, ili "heterospojnica", sa razli?itim materijalima spoja.

Sama laserska dioda je pristupa?na radio komponenta. Mo?ete ga kupiti u radnjama koje prodaju radio komponente ili ga mo?ete ukloniti sa starog DVD-R (DVD-RW) ure?aja.

Bitan! ?ak i jednostavan laser koji se koristi u svjetlosnim pokaziva?ima mo?e ozbiljno o?tetiti mre?nicu.

Ja?e instalacije, sa goru?im snopom, mogu li?iti vid ili uzrokovati opekotine na ko?i. Stoga, kada radite s takvim ure?ajima, budite izuzetno oprezni.

S takvom diodom na raspolaganju mo?ete lako napraviti sna?an laser vlastitim rukama. U stvari, proizvod mo?e biti potpuno besplatan ili ?e vas ko?tati smije?no.

Uradi sam laser sa DVD drajva

Prvo morate nabaviti sam disk. Mo?e se ukloniti sa starog kompjutera ili kupiti na buvljaku po simboli?noj cijeni.

Informacije: ?to je ve?a deklarisana brzina pisanja, to je mo?niji laser koji se koristi u drajvu.

Nakon ?to smo uklonili ku?i?te i odspojili kontrolne kablove, demontiramo glavu za pisanje zajedno sa nosa?em.

Da biste uklonili lasersku diodu:

Noge diode me?usobno povezujemo ?icom (?antom). Kada se demontira, mo?e se nakupiti stati?ki elektricitet i dioda mo?e pokvariti.
Uklonite aluminijumski hladnjak. Prili?no je krhak, ima dr?a?, strukturno "nao?tren" za odre?eni DVD ure?aj i nije potreban za dalji rad. Samo zagrizite radijator reza?ima ?ice (bez o?te?enja diode)
Zalemite diodu, oslobodite noge od ?anta.

Element izgleda ovako:

Sljede?i va?an element je strujni krug lasera. Upotreba napajanja iz DVD drajva ne?e raditi. Integrisan je u ukupnu kontrolnu ?emu, tehni?ki ga je nemogu?e izvu?i odatle. Stoga sami izra?ujemo strujni krug.

Postoji isku?enje da jednostavno spojite 5 volti s ograni?avaju?im otpornikom, a ne zamarate se krugom. Ovo je pogre?an pristup, jer se sve LED diode (uklju?uju?i laserske) ne napajaju naponom, ve? strujom. U skladu s tim, potreban je stabilizator struje. Najpristupa?nija opcija je kori?tenje LM317 ?ipa.

Izlazni otpornik R1 se bira u skladu sa strujom napajanja laserske diode. U ovom krugu struja bi trebala odgovarati 200 mA.

Laser mo?ete sastaviti vlastitim rukama u ku?i?tu iz svjetlosnog pokaziva?a ili kupiti gotov laserski modul u trgovinama elektronike ili na kineskim stranicama (na primjer, Ali Express).

Prednost ovog rje?enja je ?to u kompletu dobijate gotov podesivi objektiv. Krug napajanja (drajver) se lako uklapa u ku?i?te modula.

Ako odlu?ite da sami napravite ku?i?te, od neke metalne cijevi, mo?ete koristiti standardno so?ivo sa istog DVD drajva. Samo ?e biti potrebno smisliti na?in pri?vr??ivanja i mogu?nost pode?avanja fokusa.

Bitan! Fokusiranje zraka je neophodno za bilo koji dizajn. Mo?e biti paralelan (ako vam je potreban domet) ili konusni (ako trebate dobiti koncentriranu termalnu ta?ku).

Objektiv sa regulacijskim ure?ajem naziva se kolimator.

Da biste pravilno povezali laser sa DVD drajvom, potreban vam je pin dijagram. Mo?ete pratiti negativne i pozitivne ?ice pomo?u oznaka na plo?i. To se mora u?initi prije demonta?e diode. Ako to nije mogu?e, koristite tipi?an savjet:

Negativni kontakt ima elektri?nu vezu s tijelom diode. Ne?e ga biti te?ko prona?i. ?to se ti?e minusa koji se nalazi ispod, pozitivni kontakt ?e biti na desnoj strani.

Ako imate trokraku lasersku diodu (a ve?ina ih je), na lijevoj strani ?e biti ili neiskori?teni pin ili priklju?ak fotodiode. Ovo se de?ava ako se i element za sagorevanje i element za ?itanje nalaze u istom ku?i?tu.

Glavno tijelo se bira na osnovu veli?ine baterija ili akumulatora koje planirate koristiti. Pa?ljivo pri?vrstite svoj doma?i laserski modul na njega i ure?aj je spreman za upotrebu.

Uz pomo? takvog alata mo?ete gravirati, spaljivati drvo, rezati topljive materijale (tkanina, karton, filc, pjena itd.).

Kako napraviti jo? mo?niji laser?

Ako vam je potreban reza? za drvo ili plastiku, snaga standardne diode iz DVD pogona nije dovoljna. Trebat ?e vam ili gotova dioda snage 500-800 mW ili ?ete morati potro?iti dosta vremena tra?e?i odgovaraju?e DVD ure?aje. U nekim modelima LG i SONY ugra?ene su laserske diode snage 250-300 mW.

Glavna stvar je da su takve tehnologije dostupne za samoproizvodnju.

Korak po korak video upute koje govore kako vlastitim rukama napraviti laser od DVD pogona

Zdravo dame i gospodo. Danas otvaram seriju ?lanaka o mo?nim laserima, jer habrapoisk ka?e da ljudi tra?e sli?ne ?lanke. ?elim vam re?i kako mo?ete napraviti prili?no mo?an laser kod ku?e, a tako?er vas nau?iti kako koristiti ovu snagu ne samo za "sjaj na oblacima".

Upozorenje!

?lanak opisuje proizvodnju lasera velike snage ( 300mW ~ snaga 500 kineskih pokaziva?a), ?to mo?e na?tetiti va?em zdravlju i zdravlju drugih! Budite izuzetno oprezni! Koristite za?titne nao?are i ne usmjeravajte lasersku zraku na ljude ili ?ivotinje!

Saznajmo.

Na Habr?u, ?lanci o prijenosnim laserima Dragon Lasers, kao ?to je Hulk, skliznuli su samo nekoliko puta. U ovom ?lanku ?u vam re?i kako mo?ete napraviti laser koji po snazi nije inferioran ve?ini modela koji se prodaju u ovoj trgovini.

Kuvanje.

Prvo morate pripremiti sve komponente:
- neradni (ili radni) DVD-RW drajv sa brzinom snimanja 16x ili vi?e;
- kondenzatori 100 pF i 100 mF;
- otpornik 2-5 Ohm;
- tri AAA baterije;
- lemilica i ?ice;
- kolimator (ili kineski pokaziva?);
- ?eli?na LED lampa.

Ovo je neophodan minimum za proizvodnju jednostavnog modela voza?a. Drajver je, u stvari, plo?a koja ?e na?u lasersku diodu izbaciti na potrebnu snagu. Ne vrijedi spajati izvor napajanja direktno na lasersku diodu - ne?e uspjeti. Laserska dioda mora biti napajana strujom, a ne naponom.

Kolimator je, u stvari, modul sa so?ivom koja sve zra?enje redukuje u uski snop. Gotovi kolimatori mogu se kupiti u radio prodavnicama. Oni ve? odmah imaju pogodno mjesto za ugradnju laserske diode, a cijena je 200-500 rubalja.

Mo?ete koristiti i kolimator iz kineskog pokaziva?a, me?utim, lasersku diodu ?e biti te?ko popraviti, a tijelo samog kolimatora ?e najvjerovatnije biti izra?eno od metalizirane plastike. Tako ?e na?a dioda biti slabo hla?ena. Ali i ovo je mogu?e. Ovu opciju mo?ete vidjeti na kraju ?lanka.

Mi radimo.

Prvo morate nabaviti samu lasersku diodu. Ovo je vrlo krhak i mali dio na?eg DVD-RW ure?aja - budite oprezni. Sna?na crvena laserska dioda nalazi se u lageru na?eg pogona. Mo?ete ga razlikovati od slabog po ve?em radijatoru od konvencionalne IR diode.

Preporu?ljivo je koristiti antistati?ku narukvicu jer je laserska dioda vrlo osjetljiva na stati?ki elektricitet. Ako nema narukvice, onda mo?ete omotati diode sa tankom ?icom dok ?eka na ugradnju u ku?i?te.

Prema ovoj shemi, trebate lemiti drajver.

Ne mijenjajte polaritet! Laserska dioda ?e tako?er odmah otkazati ako se polaritet ulazne snage obrne.

Dijagram prikazuje kondenzator od 200 mF, me?utim, 50-100 mF je dovoljno za prenosivost.

Trudimo se.

Prije ugradnje laserske diode i monta?e svega u ku?i?te, provjerite performanse voza?a. Spojite drugu lasersku diodu (neradnu ili drugu sa drajva) i izmjerite struju multimetrom. U zavisnosti od karakteristika brzine, ja?ina struje mora biti pravilno odabrana. Za 16x modele, 300-350mA je sasvim prikladno. Za najbr?e 22x mo?e se primijeniti ?ak 500mA, ali sa potpuno druga?ijim drajverom, ?iju izradu planiram opisati u drugom ?lanku.

Izgleda u?asno, ali radi!

Estetika.

Laserom sastavljenim po te?ini mo?ete se pohvaliti samo pred istim ludim tehno-manijacima, ali zbog ljepote i prakti?nosti bolje ga je sastaviti u prikladnom ku?i?tu. Ovdje je bolje izabrati na?in na koji vam se svi?a. Cijelo kolo sam montirao u obi?nu LED svjetiljku. Njegove dimenzije ne prelaze 10x4cm. Me?utim, ne savjetujem vam da ga nosite sa sobom: nikad ne znate kakve zahtjeve mogu podnijeti nadle?ni organi. I bolje je ?uvati u posebnoj kutiji kako se osjetljivo so?ivo ne bi zapra?ilo.

Ovo je opcija s minimalnim tro?kovima - koristi se kolimator iz kineskog pokaziva?a:

Kori?tenje tvorni?ki proizvedenog modula ?e dati sljede?e rezultate:

Laserski zrak je vidljiv u ve?ernjim satima:

I, naravno, u mraku:

Mo?da.

Da, ?elim re?i i pokazati u sljede?im ?lancima kako se takvi laseri mogu koristiti. Kako napraviti mnogo mo?nije primjerke koji mogu sje?i metal i drvo, a ne samo zapaliti ?ibice i topiti plastiku. Kako napraviti holograme i skenirati objekte da dobijete 3D Studio Max modele. Kako napraviti mo?ne zelene ili plave lasere. Opseg lasera je prili?no ?irok, a jedan ?lanak nije dovoljan.

Treba zapamtiti.

Ne zaboravite na sigurnost! Laseri nisu igra?ke! Vodite ra?una o svojim o?ima!

Upozorenje!

U ?lanku je opisana proizvodnja sna?nog lasera (300mW ~ snage 500 kineskih pokaziva?a), koji mo?e na?tetiti va?em zdravlju i zdravlju drugih! Budite izuzetno oprezni! Koristite posebne za?titne nao?ale i ne usmjeravajte laserski snop na ljude ili ?ivotinje!

Na Habr?u, ?lanci o prijenosnim zmajevim laserima, kao ?to je Hulk, skliznuli su samo nekoliko puta. U ovom ?lanku ?u vam re?i kako mo?ete napraviti laser koji po snazi nije inferioran ve?ini modela koji se prodaju u ovoj trgovini.

Prvo morate pripremiti sve komponente:

- neradni (ili radni) DVD-RW drajv sa brzinom snimanja 16x ili vi?e;
- kondenzatori 100 pF i 100 mF;
- otpornik 2-5 Ohm;
- tri AAA baterije;
- lemilica i ?ice;
- kolimator (ili kineski pokaziva?);
- ?eli?na LED lampa.

Prema ovoj shemi, trebate lemiti drajver.

Ne mijenjajte polaritet! Laserska dioda ?e tako?er odmah otkazati ako se polaritet ulazne snage obrne.

Dijagram prikazuje kondenzator od 200 mF, me?utim, 50-100 mF je dovoljno za prenosivost.

Izgleda u?asno, ali radi!

Estetika.

Ovo je opcija s minimalnim tro?kovima - koristi se kolimator iz kineskog pokaziva?a:

Kori?tenje tvorni?ki proizvedenog modula ?e dati sljede?e rezultate:

Laserski zrak je vidljiv u ve?ernjim satima:

I, naravno, u mraku:

Mo?da.

Pa?nja! Ne zaboravite na sigurnost! Laseri nisu igra?ke! Vodite ra?una o svojim o?ima!

Danas ?emo pri?ati o tome kako napraviti vlastiti mo?ni zeleni ili plavi laser kod ku?e od improviziranih materijala vlastitim rukama. Tako?er ?emo razmotriti crte?e, dijagrame i ure?aj doma?ih laserskih pokaziva?a sa snopom paljenja i dometom do 20 km.

Osnova laserskog ure?aja je opti?ki kvantni generator koji, koriste?i elektri?nu, termi?ku, hemijsku ili drugu energiju, proizvodi laserski snop.

Rad lasera se zasniva na fenomenu stimulisanog (indukovanog) zra?enja. Lasersko zra?enje mo?e biti kontinuirano, sa konstantnom snagom, ili impulsno, dosti?u?i izuzetno velike vr?ne snage. Su?tina fenomena je da pobu?eni atom mo?e emitovati foton pod uticajem drugog fotona bez njegove apsorpcije, ako je energija potonjeg jednaka razlici u energijama nivoa atoma pre i posle radijacije. U ovom slu?aju, emitovani foton je koherentan fotonu koji je izazvao zra?enje, odnosno njegova je ta?na kopija. Ovako se poja?ava svjetlost. Ovaj fenomen se razlikuje od spontane emisije, u kojoj emitovani fotoni imaju nasumi?ne smjerove ?irenja, polarizaciju i fazu.
Vjerovatno?a da ?e nasumi?ni foton izazvati stimuliranu emisiju pobu?enog atoma to?no je jednaka vjerovatno?i apsorpcije ovog fotona od strane atoma u nepobu?enom stanju. Stoga je za poja?avanje svjetlosti potrebno da u mediju bude vi?e pobu?enih atoma nego nepobu?enih. U stanju ravnote?e ovaj uslov nije zadovoljen, pa se koriste razli?iti sistemi za pumpanje laserskog aktivnog medija (opti?ki, elektri?ni, hemijski itd.). U nekim shemama radni element lasera se koristi kao opti?ko poja?alo za zra?enje iz drugog izvora.

U kvantnom generatoru nema vanjskog fotonskog fluksa, unutar njega se stvara inverzna populacija uz pomo? razli?itih izvora pumpe. U zavisnosti od izvora, postoje razli?ite metode pumpanja:
opti?ka - mo?na blic lampa;
ispu?tanje plina u radnoj tvari (aktivnom mediju);
injektiranje (transfer) nosilaca struje u poluprovodniku u zoni
p-n prijelazi;
elektronska pobuda (vakuumsko zra?enje ?istog poluvodi?a strujom elektrona);
termalni (zagrijavanje plina s njegovim naknadnim brzim hla?enjem;
hemijski (koriste?i energiju hemijskih reakcija) i neke druge.

Primarni izvor generiranja je proces spontane emisije, stoga je za osiguranje kontinuiteta generiranja fotona neophodna pozitivna povratna sprega, zbog koje emitirani fotoni izazivaju naknadne aktove stimulirane emisije. Da bi se to postiglo, aktivni medij lasera se stavlja u opti?ki rezonator. U najjednostavnijem slu?aju, sastoji se od dva ogledala, od kojih je jedno prozirno - laserski snop kroz njega djelomi?no izlazi iz rezonatora.

Odbijaju?i se od ogledala, snop zra?enja vi?e puta prolazi kroz rezonator, uzrokuju?i inducirane prijelaze u njemu. Zra?enje mo?e biti kontinuirano ili impulsno. Istovremeno, kori?tenjem razli?itih ure?aja za brzo isklju?ivanje i uklju?ivanje povratne sprege i na taj na?in smanjenje perioda impulsa, mogu?e je stvoriti uvjete za generiranje zra?enja vrlo velike snage - to su takozvani d?inovski impulsi. Ovaj na?in rada lasera naziva se Q-switched mode.
Laserski snop je koherentan, jednobojan, polarizovan uski snop svetlosti. Jednom rije?ju, ovo je snop svjetlosti koji emituju ne samo sinhroni izvori, ve? i u vrlo uskom rasponu, i usmjeren. Neka vrsta izuzetno koncentrisanog svetlosnog toka.

Zra?enje koje generi?e laser je monohromatsko, verovatno?a emitovanja fotona odre?ene talasne du?ine je ve?a od one blisko raspore?enog povezanog sa ?irenjem spektralne linije, a verovatno?a indukovanih prelaza na ovoj frekvenciji tako?e ima maksimum . Stoga ?e postepeno u procesu generiranja fotoni odre?ene valne du?ine dominirati nad svim ostalim fotonima. Osim toga, zbog posebnog rasporeda zrcala, samo oni fotoni koji se ?ire u smjeru paralelnom opti?koj osi rezonatora na maloj udaljenosti od nje pohranjuju se u laserskom snopu, ostali fotoni brzo napu?taju volumen rezonatora . Dakle, laserski snop ima vrlo mali ugao divergencije. Kona?no, laserski snop ima strogo definisanu polarizaciju. Da bi se to postiglo, u rezonator se uvode razli?iti polarizatori, na primjer, to mogu biti ravne staklene plo?e postavljene pod Brewsterovim kutom prema smjeru ?irenja laserskog snopa.

Koji se radni fluid koristi u laseru zavisi od njegove radne talasne du?ine, kao i drugih svojstava. Radno tijelo se "pumpa" energijom da bi se dobio efekat inverzije elektronske populacije, ?to uzrokuje stimulisanu emisiju fotona i efekat opti?kog poja?anja. Najjednostavniji oblik opti?kog rezonatora su dva paralelna ogledala (mogu ih biti i ?etiri ili vi?e) smje?tena oko radnog tijela lasera. Stimulisano zra?enje radnog tela reflektuje se nazad preko ogledala i ponovo se poja?ava. Do trenutka izlaska napolje talas se mo?e reflektovati vi?e puta.

Dakle, hajde da ukratko formuli?emo uslove neophodne za stvaranje izvora koherentne svetlosti:

potrebna vam je radna supstanca sa inverznom populacijom. Tek tada je mogu?e dobiti poja?anje svjetlosti zbog prisilnih prijelaza;
radnu tvar treba postaviti izme?u ogledala koja daju povratnu informaciju;
poja?anje koje daje radna supstanca, ?to zna?i da broj pobu?enih atoma ili molekula u radnoj materiji mora biti ve?i od grani?ne vrednosti, koja zavisi od koeficijenta refleksije izlaznog ogledala.

U dizajnu lasera mogu se koristiti sljede?e vrste radnih tijela:

Te?nost. Koristi se kao radni fluid, na primjer, u laserima za bojenje. Sastav uklju?uje organski rastvara? (metanol, etanol ili etilen glikol), u kojem su otopljene hemijske boje (kumarin ili rodamin). Radna talasna du?ina te?nih lasera odre?ena je konfiguracijom upotrebljenih molekula boje.

Gasovi. Konkretno, mje?avine uglji?nog dioksida, argona, kriptona ili plina, kao u helijum-neonskim laserima. "Pumpanje" energije ovih lasera naj?e??e se vr?i uz pomo? elektri?nih pra?njenja.
?vrste materije (kristali i ?a?e). ?vrsti materijal takvih radnih tijela se aktivira (legira) dodavanjem male koli?ine iona hroma, neodimijuma, erbija ili titana. Kristali koji se obi?no koriste su itrijum aluminij granat, itrij litijum fluorid, safir (aluminij oksid) i silikatno staklo. Solid state laseri se obi?no "pumpaju" blic lampom ili drugim laserom.

Poluprovodnici. Materijal u kojem prijelaz elektrona izme?u energetskih nivoa mo?e biti pra?en zra?enjem. Poluprovodni?ki laseri su veoma kompaktni, "pumpani" elektri?nom strujom, ?to im omogu?ava da se koriste u potro?a?kim ure?ajima kao ?to su CD plejeri.

Da biste poja?alo pretvorili u generator, morate organizirati povratne informacije. Kod lasera se to posti?e postavljanjem aktivne tvari izme?u reflektiraju?ih povr?ina (ogledala), koje formiraju takozvani „otvoreni rezonator“ zbog ?injenice da se dio energije koju emituje aktivna tvar reflektuje od ogledala i ponovo vra?a nazad. na aktivnu supstancu.

U laseru se koriste opti?ke ?upljine razli?itih tipova - sa ravnim ogledalima, sferne, kombinacije ravnih i sferi?nih itd. U opti?kim ?upljinama koje daju povratnu informaciju u laseru, samo odre?ene vrste oscilacija elektromagnetnog polja koje se nazivaju prirodne oscilacije ili modovi rezonatora, mo?e biti pobu?en.

Modovi se odlikuju frekvencijom i oblikom, odnosno prostornom distribucijom oscilacija. U rezonatoru sa ravnim ogledalima prete?no se pobu?uju tipovi oscilacija koje odgovaraju ravnim talasima koji se ?ire du? ose rezonatora. Sistem od dva paralelna ogledala rezonira samo na odre?enim frekvencijama - a tako?er u laseru obavlja ulogu koju oscilatorno kolo igra u konvencionalnim generatorima niske frekvencije.

Upotreba otvorenog rezonatora (a ne zatvorenog - zatvorene metalne ?upljine - karakteristika mikrotalasnog opsega) je fundamentalna, budu?i da je u opti?kom opsegu rezonator dimenzija L = ? (L je karakteristi?na veli?ina rezonatora,? je talasna du?ina) jednostavno se ne mo?e napraviti, a za L >> ? zatvoreni rezonator gubi svoja rezonantna svojstva kako broj mogu?ih modova oscilovanja postaje toliko velik da se preklapaju.

Odsustvo bo?nih zidova zna?ajno smanjuje broj mogu?ih tipova oscilacija (moda) zbog ?injenice da valovi koji se ?ire pod uglom u odnosu na os rezonatora brzo prelaze njegove granice i omogu?ava o?uvanje rezonantnih svojstava rezonatora pri L >> ?. Me?utim, rezonator u laseru ne samo da daje povratnu informaciju vra?anjem zra?enja reflektovanog od ogledala u aktivnu supstancu, ve? i odre?uje spektar laserskog zra?enja, njegove energetske karakteristike i usmjerenost zra?enja.
U najjednostavnijoj aproksimaciji ravnog talasa, uslov rezonancije u rezonatoru sa ravnim ogledalima je da ceo broj polutalasa stane du? du?ine rezonatora: L=q(?/2) (q je ceo broj), ?to dovodi do izraza za frekvenciju tipa oscilovanja sa indeksom q: ?q=q(C/2L). Kao rezultat toga, emisioni spektar L., u pravilu, je skup uskih spektralnih linija, intervali izme?u kojih su isti i jednaki c / 2L. Broj linija (komponenti) za datu du?inu L ovisi o svojstvima aktivnog medija, odnosno o spektru spontane emisije na kori?tenom kvantnom prijelazu, i mo?e dose?i nekoliko desetina i stotina. Pod odre?enim uslovima, ispostavlja se da je mogu?e izolovati jednu spektralnu komponentu, odnosno implementirati re?im jednomodnog generisanja. Spektralna ?irina svake od komponenti odre?ena je gubicima energije u rezonatoru i, prije svega, prijenosom i apsorpcijom svjetlosti ogledala.

Frekvencijski profil poja?anja u radnom mediju (odre?en je ?irinom i oblikom linije radnog medija) i skup prirodnih frekvencija otvorenog rezonatora. Za otvorene rezonatore sa visokim faktorom kvaliteta koji se koriste u laserima, ?irina pojasa ?upljine ??p, koja odre?uje ?irinu rezonantnih krivulja pojedina?nih modova, pa ?ak i udaljenost izme?u susjednih modova ??h, ispada da je manja od poja?anja ?irina linije ??h, pa ?ak i kod gasnih lasera, gdje je pro?irenje linije minimalno. Stoga nekoliko vrsta oscilacija rezonatora pada u krug poja?anja.

Dakle, laser ne mora nu?no generirati na jednoj frekvenciji, ?e??e se, naprotiv, generiranje doga?a istovremeno na nekoliko vrsta oscilacija, za koji dobitak? ve?i gubici u rezonatoru. Da bi laser radio na jednoj frekvenciji (u jednofrekventnom re?imu), obi?no je potrebno preduzeti posebne mere (npr. pove?ati gubitke, kao ?to je prikazano na slici 3) ili promeniti rastojanje izme?u ogledala tako da samo jedna moda. Budu?i da je u optici, kao ?to je gore navedeno, ?h > ?p i frekvencija generiranja u laseru je odre?ena uglavnom frekvencijom rezonatora, potrebno je stabilizirati rezonator kako bi se frekvencija generiranja odr?ala stabilnom. Dakle, ako dobitak u radnoj tvari pokriva gubitke u rezonatoru za odre?ene vrste oscilacija, na njima dolazi do generiranja. Sjeme za njegovu pojavu je, kao i kod svakog generatora, ?um, koji je spontana emisija u laserima.
Da bi aktivni medij emitovao koherentnu monokromatsku svjetlost, potrebno je uvesti povratnu spregu, odnosno poslati dio svjetlosnog fluksa koji emituje ovaj medij nazad u medij za stimulisanu emisiju. Pozitivna povratna sprega se provodi pomo?u opti?kih rezonatora, koji su u osnovnoj verziji dva koaksijalna (paralelna i du? iste ose) zrcala, od kojih je jedno prozirno, a drugo "gluvo", odnosno potpuno reflektira svjetlosni tok. Radna tvar (aktivni medij), u kojoj se stvara inverzna populacija, postavlja se izme?u ogledala. Stimulirano zra?enje prolazi kroz aktivni medij, poja?ava se, odbija se od ogledala, ponovo prolazi kroz medij i dalje se poja?ava. Kroz prozirno ogledalo, dio zra?enja se emituje u vanjski medij, a dio se reflektira natrag u medij i ponovo poja?ava. Pod odre?enim uvjetima, fluks fotona unutar radne tvari po?et ?e rasti poput lavine i po?et ?e stvaranje monokromatskog koherentnog svjetla.

Princip rada opti?kog rezonatora, preovla?uju?i broj ?estica radne tvari, predstavljenih svjetlosnim krugovima, nalaze se u osnovnom stanju, odnosno na ni?em energetskom nivou. Samo mali broj ?estica, predstavljenih tamnim krugovima, je u elektronski pobu?enom stanju. Kada je radna tvar izlo?ena izvoru pumpanja, glavni broj ?estica prelazi u pobu?eno stanje (broj tamnih krugova se pove?ao) i stvara se inverzna populacija. Dalje (slika 2c), dolazi do spontane emisije nekih ?estica u elektronski pobu?enom stanju. Zra?enje usmjereno pod kutom prema osi rezonatora napustit ?e radnu tvar i rezonator. Zra?enje usmjereno du? ose rezonatora pribli?it ?e se povr?ini zrcala.

Kod poluprozirnog ogledala dio zra?enja ?e pro?i kroz njega u okolinu, a dio ?e se reflektirati i ponovo usmjeriti na radnu tvar, uklju?uju?i ?estice u pobu?enom stanju u procesu stimulirane emisije.

Na „gluvom“ ogledalu ceo tok zraka ?e se reflektovati i ponovo pro?i kroz radnu supstancu, izazivaju?i zra?enje svih preostalih pobu?enih ?estica, ?to odra?ava situaciju kada su sve pobu?ene ?estice dale svoju pohranjenu energiju, a na na izlazu rezonatora, na strani poluprozirnog ogledala, formiran je sna?an tok indukovanog zra?enja.

Glavni strukturni elementi lasera uklju?uju radnu supstancu s odre?enim energetskim nivoima atoma i molekula koji su u njima sastavljeni, izvor pumpe koji stvara inverznu populaciju u radnoj tvari i opti?ki rezonator. Postoji veliki broj razli?itih lasera, ali svi imaju isti i, osim toga, jednostavnu shemu sklopa ure?aja, koja je prikazana na Sl. 3.

Izuzetak su poluvodi?ki laseri zbog svoje specifi?nosti, jer imaju sve posebno: fiziku procesa, metode pumpanja i dizajn. Poluprovodnici su kristalne formacije. U posebnom atomu, energija elektrona poprima striktno odre?ene diskretne vrijednosti, pa se energetska stanja elektrona u atomu opisuju u terminima nivoa. U poluvodi?kom kristalu nivoi energije formiraju energetske trake. U ?istom poluprovodniku koji ne sadr?i nikakve ne?isto?e, postoje dva pojasa: takozvani valentni pojas i pojas provodljivosti koji se nalazi iznad njega (na energetskoj skali).

Izme?u njih postoji jaz zabranjenih energetskih vrijednosti, koji se naziva pojas. Na temperaturi poluvodi?a koja je jednaka apsolutnoj nuli, valentni pojas mora biti potpuno ispunjen elektronima, a provodni pojas mora biti prazan. U realnim uslovima, temperatura je uvek iznad apsolutne nule. Ali pove?anje temperature dovodi do termi?ke pobude elektrona, neki od njih ska?u iz valentnog pojasa u provodni pojas.

Kao rezultat ovog procesa, u pojasu provodljivosti pojavljuje se odre?eni (relativno mali) broj elektrona, a odgovaraju?i broj elektrona ?e nedostajati u valentnom pojasu dok se potpuno ne popuni. Prazan prostor elektrona u valentnom pojasu predstavljen je pozitivno nabijenom ?esticom, koja se naziva rupa. Kvantni prijelaz elektrona kroz pojas odozdo prema gore smatra se procesom stvaranja para elektron-rupa, s elektronima koncentrisanim na donjoj ivici vodljivog pojasa, a rupama na gornjoj ivici valentnog pojasa. Prijelazi kroz zabranjenu zonu mogu?i su ne samo odozdo prema gore, ve? i odozgo prema dolje. Ovaj proces se naziva rekombinacija elektron-rupa.

Kada se ?isti poluvodi? ozra?i svjetlo??u ?ija energija fotona ne?to prema?uje razmak, u poluvodi?kom kristalu se mogu pojaviti tri vrste interakcije svjetlosti sa supstancom: apsorpcija, spontana emisija i stimulirana emisija svjetlosti. Prva vrsta interakcije je mogu?a kada foton apsorbuje elektron koji se nalazi blizu gornje ivice valentnog pojasa. U tom slu?aju, energetska snaga elektrona ?e postati dovoljna da prevlada pojas i izvr?i?e kvantni prijelaz u provodni pojas. Spontana emisija svjetlosti je mogu?a kada se elektron spontano vrati iz provodnog pojasa u valentni pojas uz emisiju energetskog kvanta – fotona. Eksterno zra?enje mo?e pokrenuti prijelaz u valentni pojas elektrona koji se nalazi blizu donje ivice vodljivog pojasa. Rezultat ove tre?e vrste interakcije svjetlosti sa supstancom poluvodi?a bit ?e ra?anje sekundarnog fotona, identi?nog po svojim parametrima i smjeru kretanja fotonu koji je inicirao prijelaz.

Za generiranje laserskog zra?enja potrebno je stvoriti inverznu populaciju "radnih nivoa" u poluvodi?u - stvoriti dovoljno visoku koncentraciju elektrona na donjem rubu vodljivog pojasa i, shodno tome, visoku koncentraciju rupa na rubu valentnog pojasa. U ove svrhe ?isti poluvodi?ki laseri obi?no koriste pumpanje elektronskim snopom.

Ogledala rezonatora su polirani rubovi poluvodi?kog kristala. Nedostatak takvih lasera je ?to mnogi poluvodi?ki materijali stvaraju lasersko zra?enje samo na vrlo niskim temperaturama, a bombardiranje poluvodi?kih kristala elektronskim snopom uzrokuje njegovo sna?no zagrijavanje. To zahtijeva dodatne ure?aje za hla?enje, ?to komplicira dizajn ure?aja i pove?ava njegove dimenzije.

Osobine dopiranih poluvodi?a zna?ajno se razlikuju od onih nedopiranih, ?istih poluprovodnika. To je zbog ?injenice da atomi nekih ne?isto?a lako doniraju jedan od svojih elektrona vodljivom pojasu. Ove ne?isto?e se nazivaju donorskim ne?isto?ama, a poluvodi? sa takvim ne?isto?ama naziva se n-poluprovodnik. Atomi drugih ne?isto?a, naprotiv, hvataju jedan elektron iz valentnog pojasa, te su takve ne?isto?e akceptorske, a poluvodi? sa takvim ne?isto?ama je p-poluprovodnik. Energetski nivo atoma ne?isto?e nalazi se unutar pojasa: za n-poluprovodnike nije daleko od donje ivice vodljivog pojasa, za f-poluprovodnike je blizu gornje ivice valentnog pojasa.

Ako se u ovoj oblasti stvori elektri?ni napon tako da postoji pozitivan pol na strani p-poluprovodnika, a negativan pol na strani n-poluprovodnika, tada pod dejstvom elektri?nog polja elektroni iz n-poluprovodnika -poluprovodnik i rupe iz p-poluprovodnika ?e se pomeriti (ubrizgati) u oblast rn - prelaz.

Tokom rekombinacije elektrona i rupa, emitova?e se fotoni, a u prisustvu opti?kog rezonatora mogu?e je stvaranje laserskog zra?enja.

Ogledala opti?kog rezonatora su polirane povr?ine poluvodi?kog kristala, orijentirane okomito na ravan pn spoja. Takve lasere karakterizira minijaturizacija, budu?i da dimenzije poluvodi?kog aktivnog elementa mogu biti oko 1 mm.

Ovisno o osobini koja se razmatra, svi laseri su podijeljeni na sljede?i na?in).

Prvi znak. Uobi?ajeno je razlikovati laserske poja?iva?e i generatore. U poja?iva?ima se slabo lasersko zra?enje dovodi na ulaz, a na izlazu se odgovaraju?e poja?ava. U generatorima nema vanjskog zra?enja, ono nastaje u radnoj tvari uslijed njenog pobu?ivanja uz pomo? razli?itih izvora pumpe. Svi medicinski laserski ure?aji su generatori.

Drugi znak je fizi?ko stanje radne tvari. U skladu s tim, laseri se dijele na ?vrste (rubin, safir itd.), plinske (helij-neon, helijum-kadmijum, argon, uglji?ni dioksid itd.), teku?e (te?ni dielektrik sa ne?isto?ama radnih atoma rijetkih zemljanih metala) i poluprovodnika (arsenid-galijum, arsenid-fosfid-galijum, selenid-olovo, itd.).

Metoda pobu?ivanja radne tvari je tre?a karakteristi?na karakteristika lasera. U zavisnosti od izvora pobude, razlikuju se laseri sa opti?kim pumpanjem, sa pumpanjem usled gasnog pra?njenja, elektronskom pobudom, ubrizgavanjem nosioca naboja, sa termi?kim, hemijskim pumpanjem i jo? neki.

Emisioni spektar lasera je sljede?i znak klasifikacije. Ako je zra?enje koncentrirano u uskom rasponu valnih duljina, tada je uobi?ajeno da se laser smatra monokromatskim i odre?ena je valna duljina nazna?ena u njegovim tehni?kim podacima; ako je u ?irokom rasponu, tada laser treba smatrati ?irokopojasnim i treba nazna?iti raspon valnih du?ina.

Prema prirodi emitovane energije razlikuju se pulsni laseri i laseri kontinuiranog talasa. Ne treba brkati koncepte pulsnog lasera i lasera sa frekvencijskom modulacijom kontinuiranog zra?enja, jer u drugom slu?aju dobijamo, zapravo, diskontinuirano zra?enje razli?itih frekvencija. Pulsni laseri imaju veliku snagu u jednom impulsu, dosti?u?i 10 W, dok je njihova prosje?na snaga impulsa, odre?ena odgovaraju?im formulama, relativno mala. Za cw lasere sa frekvencijskom modulacijom, snaga u tzv. pulsu je manja od snage kontinuiranog zra?enja.

Prema prosje?noj izlaznoj snazi zra?enja (sljede?a klasifikacijska karakteristika), laseri se dijele na:

visokoenergetski (stvorena gustina fluksa snage zra?enja na povr?ini objekta ili biolo?kog objekta - vi?e od 10 W/cm2);

srednje energetski (stvorena gustina fluksa snage zra?enja - od 0,4 do 10 W / cm2);

niskoenergetski (stvorena gustina fluksa snage zra?enja - manja od 0,4 W/cm2).

Meka (stvorena energetska izlo?enost - E ili gustina fluksa snage na ozra?enoj povr?ini - do 4 mW/cm2);

prosjek (E - od 4 do 30 mW / cm2);

tvrdi (E - vi?e od 30 mW / cm2).

U skladu sa sanitarnim normama i pravilima za projektovanje i rad lasera br. 5804-91, prema stepenu opasnosti generisanog zra?enja za operativno osoblje, laseri se dele u ?etiri klase.

Prvoklasni laseri uklju?uju takve tehni?ke ure?aje, ?ije izlazno kolimirano (sadr?ano u ograni?enom solidnom kutu) zra?enje ne predstavlja opasnost kada se ozra?i za o?i i ko?u osobe.

Laseri druge klase su ure?aji ?ije je izlazno zra?enje opasno kada se o?i izlo?e direktnim i reflektovanim zra?enjem.

Laseri tre?e klase su ure?aji ?ije je izlazno zra?enje opasno kada su o?i izlo?ene direktnom i zrcalno reflektovanom, kao i difuzno reflektovanom zra?enju na udaljenosti od 10 cm od difuzno reflektuju?e povr?ine i (ili) kada je ko?a izlo?ena na direktno i reflektovano zra?enje.

Laseri klase 4 su ure?aji ?ije je izlazno zra?enje opasno kada je ko?a izlo?ena difuzno reflektovanom zra?enju na udaljenosti od 10 cm od difuzno reflektiraju?e povr?ine.